系统移植总结

Posted 2020-06-17

menu 简述嵌入式linux系统移植的主要内容有哪些？

1> 搭建交叉开发环境

  2> 移植bootloader

  3> 移植linux内核

  4> 制作根文件系统

一、搭建交叉开发环境

 

1、交叉编译工具链的制作（GCC交叉编译器的生成）

（1）       下载Binutils、GCC、Glibc源码

（2）       配置并编译Binutils取得所需的汇编和链接程序(连接程序ld,汇编程序as,主要为GNU系统提供汇编和连接工具)

（3）       配置并编译GCC源码生成GCC编译器。（主要为GNU系统提供C编译器）

（4）       配置Glibc并编译生成Glibc的c函数库（一些基本的C函数和其他函数定义）

（5）       再次配置和编译GCC源码，生成其他语言的编译器，如C++编译器（一般是C编译器首先生成，然后以这个为基础，结合生成的Glibc的C函数库，再编译生成其他编译器）

【注】工具链依赖内核版本

 

2、二进制工具Binutils

ld:

as:

objcopy:objcopy   是用来进行目标格式转换的  

objdump:objdump   是用来反汇编的

strings:

strip:strip  是丢弃目标文件的全部或者特定符号，减少文件体积的  

addr2line: addr2line 是用来把程序地址转换为文件名和行号的 

ar:ar 是用来将目标文件生成静态库的

3、配置主机方必须的软件

（1）tftp服务器

Tftp用来下载远程文件的最简单网络协议，基于UDP协议实现

（2）nfs服务器

     主要将本地的一个目录通过网络输出，其他计算机可以远程挂接这个目录并进行访问。

       Nfs有自己的协议和端口，但在文件传输或其他相关信息传递的时候，NFS使用远程过程调用协议（RPC），RPC负责管理端口号的对应与服务相关的工作。NFS本身没有传输文件的协议。

 

二、 U BOOT

2010.08版本之前的Uboot架构比较简单，之后的版本架构变复杂。

1. 什么是bootloader，其作用是什么？ 列举三种ARM平台常用的bootloader

（1）bootloader是系统加电或复位时首先运行的一段代码，

（2）作用：对系统的软硬件做相应的初始化，为操作系统的加载运行做好准备。

（3）ARM平台常用的bootloader：u-boot、  redboot、  blob 、 vivi

 2.描述u-boot启动流程

 u-boot启动分为两个阶段：

第一个阶段用汇编实现。设置中断向量表->设置SVC模式、中断和时钟 ->

关闭看门狗、mmu和cache->初始化内存控制器->自搬移->设置堆栈、清空bss段

第二个阶段用C实现。调用一系列初始化函数->初始化Flash设备和环境变量->

初始化网络设备->进入循环

3、Uboot移植

（1）uboot移植中比较重要的几个目录。

  【90%的移植都在下面的6个目录】

  a .平台相关的(重要，关系到系统能不能正常启动，能不能用)

/board     /cpu    /lib_arm    /include 

  b.  平台无关的（次重要，功能是否齐全，关系到uboot支持的命令。。。如：ping命令的支持）通用

      /common  /drivers    /include 

 (2)Uboot移植流程

  a.修改Makefile

    增加交叉编译工具链的路径：CROSS_COMPFILE:=

  b.make clean(清除之前的编译)

  c.配置Uboot(私有化，针对要移植的开发板做相应修改)

  d.编译Uboot

     make完生成一些文件（主要关注三个）

    Uboot(elf文件)、Uboot.bin（二进制文件）、System.map（符号映射表）

   

4.Uboot相关知识点：

（1）.  bootloader向内核传参的方式有param_struct、 tag；

（2）  u-boot的命令中，设置环境变量的命令是  setenv

（3） u-boot中存放内核启动参数的环境变量是 bootargs

 

（4）linux要求bootloader在运行内核前，让系统进入 SVC 模式 

 （5）linux要求bootloader将平台号保存在 r1

5.uboot

uboot倒计时,由自启动脚本决定

bootargs:选择启动方式

交叉调试：gdb_server(交叉编译工具链里有)

CP到nfs挂载的路径下，

 

 

三、linux内核移植

1、内核概念

2、功能（linux内核的五大任务）

进程管理、内存管理、文件系统支持、设备管理（驱动）、网络协议

3、组织结构

4、配置内核（内核裁剪：make menuconfig）

       (1)顶层Makefile

(2)kconfig(裁剪 菜单选项的来源，添加删除选项)

(3)arch/arm…/mach/…板级信息

(4)arch…/smdkc100.c 板级驱动配置信息

5、编译内核（make zImage）

6、添加驱动

  （1）网卡

（2）LED

(3)Nand分区

(4)SD卡

(5)LCD

7、可能考的面试题

  配置内核时，保留了什么，裁剪了什么？

项目中前期开发模式是nfs挂载的方式，所有配置了nfs服务，配置了DM9000的驱动，便于tftp下载；项目中主控端用到了zigbee模块，GPRS模块，所以分别配置了USB转串口驱动。项目中没有用到SPI驱动，所以把这部分裁剪了。

【注】make zImage:编译生成内核的可移植镜像

      make modules:以M形式控制的部分才能编译

 8.linux内核启动流程

(1)Bootloader:

a.硬件上电后跳到一个固定位置执行相应的代码

b.初始化相应的设备

c.加载内核的代码到内存

d.跳到内核代码起始位置执行

(2)Kernel

a.内核自解压

b.初始化静态编译进内核的驱动模块（需要访问rootfs）

c.挂载rootfs(需要访问、运行用户空间的程序)

d.直接执行第一个用户空间程序

（3）第一个用户空间程序

   配置用户环境，执行服务进程

9.linux调试内核方法介绍

当console初始化以后，一般最为简单的内核调试方式为： printk　

     printk支持几种打印级别？

8种(0~7)

10 .linux相关知识点

（1）内核启动过程中，如果终端出现”Error:a”错误，可能出现的原因是：内核不支持当前开发平台

（2）内核启动过程中，如果终端出现”Error:p”错误，可能出现的原因是：内核不支持当前处理器

（3）内核解压后，console初始化以前使用的函数是：printascii

11、内核相关问题： 

  （1）编译内核镜像命令 make  zImage 

       编译模块的命令 make  modules

  （2）第一次配置内核时，应使用的缺省内核配置文件是什么？ 

    arch/arm/configs/s5pc100_defconfig

  （3）存放平台代码的文件是什么(完整路径)？ 

    arch/arm/mach-s5pc100/mach-smdkc100.c

  （4）内核解压后的入口在哪个文件？ 

    arch/arm/kernel/start.S

 四、rootfs的制作 

1.概念  

      存放运行、维护系统所必须的各种工具软件、库文件、脚本、配置文件和其他特殊文件的地方，也可以安装各种软件包。  

 2.rootfs制作流程

（1）采用bubybox创建基本命令

（2）创建基本的目录/lib  /etc /var  /tmp /dev  /sys /proc等

（3）添加glibc基本动态库

（4）创建基本的设备节点

（5）添加启动配置和脚本程序（一般etc下有此四个文件）/etc/inittab   /etc/fstab  /etc/init.d/rcS

另外有一个文件profile也可以加，用来存放环境变量。

【inittab:定义了各种action。

如：在用busybox制作根文件系统时，如果要求在程序执行前按enter键进行确认，添加action：askfirst　】

【rcS:init进程调用的第一个脚本

  一般都会有 mount -a(挂载所有fstab下的内容)】

（6）测试根文件系统

（7）制作根文件系统镜像，如ramdisk  cramfs jffs2......

 4、根文件系统特性 

（1）内核挂载的第一个文件系统， 

（2）根文件系统上存放有内核运行的第一个初始化程序init、命令、设备节点、配置文件以及共享库等等 

（3）系统中只能有一个根文件系统 

（4）嵌入式linux系统通常用bubybox工具集构建文件系统，以减小系统体积

 5.init进程  

 （1）所有进程的祖宗进程 

 （2）所有孤儿进程的父进程 

6、不同的文件系统的区别 

（1）yaffs2、jffs2 文件系统可以运行在nand flash上，并具有可读写特性 

（2）cramfs  文件系统可以运行在nand flash上，并具只读特性  

（3）tmpfs 不占用任何磁盘空间的文件系统 

ubifs针对大容量磁盘的文件系统。

yaffs，yaffs2的区别：yaffs按小页访问，yaffs2按大页访问。

yaffs文件系统有一个致命的bug，在开机时会扫描整个磁盘，速度慢，耗时。所以适用于小容量的磁盘（兆级以下的）。