嵌入式linux新手入門手記-搭建基本工作平臺

　　當然，本人已經不是電子控制器開發的新手了。從事單片機，DSP開發十多年，但是一直沒有接觸過嵌入式linux。2014年初由于公司的項目需要，決定引入嵌入式linux的平臺進行產品研發，從這個時候開始正式接觸嵌入式linux，并開始在linux上進行工作。到現在差不多1年半，現在將這個過程重新整理出來，和大家一起分享，同時也給自己留一個記錄。

linux操作系統文章專題:linux操作系統詳解（linux不再難懂）

　　“嵌入式linux新手入門手記”會是一個系列，記錄我從第一次正式開始在linux平臺工作，到完成項目的過程中各問題的解決過程。當然，作為工作經歷的記錄，這個手記的系列不討論理論方面的知識，只是忠實的記錄問題，以及問題的解決過程和方法。

　　首先在這里介紹一下我的開發平臺：TI的AM335x的平臺，硬件已經調試完成，在本手記中將不進行硬件方面的記錄。主要需要的功能是：USB接口單點觸摸屏，1024*768 TFT-LCD顯示，GUI的用戶程序實現人機交互，100M以太網，不需要3D以及圖形加速，256M DDR2，256M nand，一個SD卡槽，一個RS232接口。

　　首先，要進行嵌入式linux開發，當然需要搭建計算機的工作平臺，考慮工作的方便和效率，決定在計算機上安裝獨立linux系統，和window做成雙引導。

　　2010年時用過一段時間的ubuntu，所以決定還是使用ubuntu，在ubuntu的官網上下載32位版本的14.04(64位的系統驅動程序比較難找)。使用ubuntu推薦的Universal-USB-Installer-1.9.5.9工具，將ubuntu的安裝鏡像寫入到一個標準的4GU盤上(標準的意思是指不要有亂七八糟的功能，可能會導致兼容性問題而無法啟動ubuntu安裝程序。寫入時會導致U盤的內容全部丟失，需要先備份U盤的文件)。

　　在windows7的計算機管理中啟動磁盤管理器，我的計算機硬盤是500G的，分為2個分區，并格式化為2個磁盤：C(190G)和D(其余空間)，在磁盤管理器中對D分區進行壓縮，壓縮出100G的磁盤空間出來，對這個壓縮出來的100G空間不要做其他處理，退出磁盤管理器。

　　重新啟動計算機并進入到BIOS中設置啟動順序，使計算機能夠從U盤啟動。使用制作好的Ubuntu安裝U盤啟動計算機后，將進入到ubuntu的體驗系統中，選擇安裝，然后根據安裝的提示進行，這里需要注意2點，一是語言的選擇，最好在安裝時選擇中文，這樣避免后續設置ubuntu時顯示、輸入法等的問題。二是最好不要手動指定安裝分區，有ubuntu安裝程序自動對之前劃分出來的100G空間進行管理，我的計算機安裝有6G的內存，所以安裝程序將100G空間劃分為一個6G的交換分區，其他用于安裝ubuntu。然后ubunut會詢問是否和其他操作系統共存時，一定要選擇和其他操作系統共存，否則會導致安裝完ubuntu后無法啟動windows的問題。

　　ubuntu14.04的安裝還是比較智能的，基本不需要自己的其他干涉，就自動安裝完成了。

　　在安裝完成后，需要對ubuntu進行一些設置，這里就不再過多描述，下面僅對一些和后續嵌入式linux開發有關的進行說明：

　　另外，我使用的shell是bash，而ubuntu14.04安裝后默認用的是dash，需要修改為默認使用bash。

　　1、安裝tftp服務。嵌入式linux開發，尤其是uboot和kernel相關的開發，需要不斷的修改MLO，u-boot，uImage等，這些文件是需要寫入到am335x的板載flash上的，如果每次都是用SD，CCS，燒寫工具等，是一個很麻煩的事情。由于uboot支持tftp下載文件并燒寫flash，這是一個較為便捷的方式。

　　在自己工作目錄home/XXXX下建立一個空目錄，取名為tftp;

　　給這個目錄賦予讀寫等權限：sudo chmod 777 ./tftp;

　　安裝tftp服務：sudo apt-get install xinetd tftpd-hpa tftp-hpa;

　　安裝完成后，會自動重新啟動xinetd，這時在/etc下會出現xinetd.d目錄;

　　進入到這個目錄中，執行sudo touch tftpd;

　　然后執行sudo gedit ./tftpd，在tftpd文件中添加以下內容并保存退出：

　　service tftp

　　{

　　disable=no

　　socket_type=dgram

　　wait=no

　　user=root

　　protocol=udp

　　server=/usr/sbin/in.tftpd

　　server_args=-s /home/XXXX/tftp

　　log_on_success=PID HOST DURATION

　　log_on_failure=HOST

　　}

　　修改/etc/inetd.conf文件：sudo gedit /etc/inetd.conf，增加以下內容：

　　tftp dgram udp wait

　　root /usr/sbin/in.tftpd /usr/sbin/in.tftpd -s /home/XXXX/tftp

　　修改/etc/default/tftpd-hpa：

　　#/etc/default/tftpd-hpa

　　TFTP_USERNAME="tftp"

　　TFTP_DIRECTORY="/home/XXXX/tftp"

　　TFTP_ADDRESS="0.0.0.0:69"

　　TFTP_OPTIONS="--secure"

　　#Defaults for tftpd-hpa

　　RUN_DEAMON="yes"

　　OPTIONS="-1 -s /home/XXXX/tftp"

　　保存并退出后，重新啟動tftp服務：sudo /etc/init.d/xinetd restart

　　sudo /etc/init.d/tftpd-hpa restart

　　2、安裝nfs服務。nfs服務是嵌入式linux開發一個非常重要的服務，使用這個服務，可以將計算機上的一個文件目錄掛載為am335x運行時的根文件系統，這樣避免不斷燒寫flash。

　　建立一個文件夾，用于nfs服務，名稱為nfs;

　　為安裝nfs服務，修改ubuntu的軟件源，如果不是“main server”，修改為“main server”，然后點擊close，彈出對話框點擊reload，然后等待處理結束;

　　安裝nfs服務，sudo apt-get install portmap nfs-kernel-server

　　sudo apt-get install portmap nfs-common

　　配置共享文件，編輯/etc/exports，在文件末尾添加一行：/home/XXXX/nfs *(rw,sync,no_root_squash)。用于設置nfs目錄的工作模式，以及用戶進入該目錄的權限為root;

　　重新啟動nfs服務，sudo /etc/init.d/portmap restart

　　sudo /etc/init.d/nfs-kernel-server restart

　　檢查nfs服務是否已經配置成功。

　　3、設置計算機的網卡。為開發嵌入式linux，我的計算機安裝了2個網卡，一個USB接口的無線網卡，用于上網。另外一個100M PCI接口的有線以太網卡，用于連接am335x。將有線以太網卡的IP地址設置為固定：192.168.1.50，子網掩碼255.255.255.0，其他可以不設置。

　　4、下載TI的am335x的開發工具包，這里我使用的是2011年獲得的開發包，其中uboot是2011版，以及linux3.2.0。配合這個開發包使用的是arm-none-linux-gnueabi和arm-arago-linux-gnueabi交叉編譯工具。由于種種原因，公司決定使用TI-SDK-AM335X-01.00.00.00中的交叉編譯工具，是arm-linux-gnueabihf-gcc 4.7.3。

　　將TI的SDK解壓縮到/home/XXXX/ti-sdk-am335x-evm-01000000目錄;

　　將uboot2011解壓縮到/home/XXXX/uboot目錄;

　　將linux3.2.0解壓縮到/home/XXXX/kernel目錄;

　　修改上述目錄的權限，使得XXXX擁有對這些目錄以及其文件的讀寫權限。

　　5、修改環境變量配置，進行第一次編譯uboot和kernel。

　　編輯~/.bashrc文件，將編譯uboot和kernel需要的環境變量加入到文件中，并使生效。 下面是需要加入到~/.bashrc中的內容：

　　PATH=$PATH:/home/XXXX/ti-sdk-am335x-evm-01000000/linux-devkit/sysroots/i686-arago-linux/usr/bin:/home/XXXX/uboot/am335x/tools:

　　上述/home/XXXX/uboot/am335x/tools目錄，在編譯uboot時，會生成后續用于制作uImage文件的工具，用來編譯kernel，所以在這里要加入到PATH中。否則后續編譯kernel時會出現錯誤。

　　編譯uboot時會生成用于制作kernel的image的工具，這些工具在編譯kernel是被make調用，所以在編譯kernel時，必須保證之前已經正確編譯或uboot，并且沒有對uboot執行過clean。

　　6、進入到uboot的目錄中，編輯兩個sh文件，用于后續工作使用。

　　mkclean.sh，用于執行clean操作：

　　#/bin/sh

　　make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- ARCH=arm O=am335x distclean

　　上述執行的命令，使用arm-linux-gnueabihf交叉編譯器，arm體系的CPU，輸出文件保存到./am335x目錄，執行distclean清除所以之前的臨時文件。

　　mkboot.sh，用于執行編譯操作：

　　#/bin/sh

　　make -j4 CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- ARCH=arm O=am335x am335x_evm

　　上述執行編譯uboot，其中-j4告訴編譯器使用4線程進行編譯，這個設置取決于計算機CPU的核心數，能夠加快編譯的過程。

　　ARCH=arm指定目標CPU的體系架構。O=am335x指定文件輸出目錄為./am335x，編譯結束后，能夠在這個目錄下找到MLO，u-boot.img等文件。

　　am335x_evm選項告知編譯器使用這個板的配置對uboot進行編譯。

　　7、進入到kernel目錄中，編輯三個sh文件，用于后續編譯和安裝kernel：

　　mkcln.sh，用于執行clean操作：

　　#/bin/sh

　　make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- ARCH=arm distclean

　　make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- ARCH=arm am335x_evm_defconfig

　　這個sh將進行清除臨時文件的操作，然后使用arm335x_evm_defconfig文件對kernel進行編譯配置。

　　mkkn.sh，用于執行編譯操作：

　　#/bin/sh

　　make -j4 CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- ARCH=arm uImage

　　make -j4 CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- ARCH=arm modules

　　交叉編譯kernel并生成uImage文件。

　　交叉編譯可動態加載的modules。

　　mkins.sh，用于安裝kernel：

　　#/bin/sh

　　make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- ARCH=arm modules_install INSTALL_MOD_PATH=/home/XXXX/nfs

　　cp ./arch/arm/boot/zImage /home/XXXX/nfs/boot

　　將編譯好的內核zImage和modules文件安裝到nfs文件目錄中。

　　在編譯完成后，在kernel/arch/arm/boot目錄下會生成uImage文件，這個是linux kernel可引導文件，需要將這個文件拷貝到nfs或者tftp目錄中。

　　8、編譯后的幾個重要文件：

　　編譯uboot將會生成2個重要文件，MLO和u-boot.img。其中MLO是第二次引導程序，am335x復位后，內部otp中的引導程序會啟動，然后根據LCD_DATA管腳的設置來加載指定存儲器上的MLO。

　　MLO運行后，將加載相應存儲器上的u-boot.img。

　　u-boot.img啟動后，將根據bootargs和bootcmd環境變量設置的參數，選擇加載uImage，并啟動uImage。

　　uImage是kernel的可執行內核鏡像文件。

　　9、開發嵌入式linux，需要將am335x通過串口和計算機連接，并使用計算機的超級終端 進行操作。ubuntu下的minicom比較好用。

　　現在的計算機一般都沒有標準的RS232接口，我自己設計了一塊CH340T的通信轉接板，一端連接am335x的UART0，另外一端接計算機的USB口，在芯恒的官網能夠下載到ubuntu的驅動程序，下載下來后insmod成功后，/dev下能夠看到ttyUSBX(X取決于計算機，一般為ttyUSB0)。

　　這樣使用USB模擬串口和am335x通信，方便使用。

　　下一篇將講述第一次啟動am335x。