嵌入式系统

1 嵌入式系统组成

　　BootLoader、内核、根目录文件系统

2 BootLoader

  uboot是嵌入式启动程序BootLoader的业界老大，因此通常都用uboot。

  操做以前先make distclean之前的配置项。

2.1 配置uboot

  Uboot编译后要告诉映像运行在什么系统体系上。配置要在Makefile文件上进行，vim Makefile打开Makefile，若是是210开发板直接搜索 “/210”，而后经过next查询其余有用信息。查询跟开发板匹配的配置项，好比“tq210”；

    配置完成

2.2 编译uboot

　　make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-

  编译完成后会生成一个uboot.bin 文件，是要烧写到开发板运行的；是一个二进制映像。

2.3 下载并运行

3 内核

3.1 内核配置(X86为例)

  为啥配置内核：经过软件需求和硬件需求，选出须要的、去掉不用的。硬件方面：好比是arm体系，x86就没用就不选；软件方面：好比是ipv4，选ipv6就没用。

  配置内核的方法：

  make config:基于文本模式的交互式配置

  make menuconfig:基于文本模式的菜单型配置(用这种方法方便、快捷)

  选项菜单：

  三种选择方式：<>、<*>、<M>

  <>:这次编译不选择该功能；

  <M>:module(内核模块)

  <*>:

  

  内核映像文件最终运行在内存中，系统启动，BootLoader会将zIMage解压到内存里，在内存里面运行。

  配置完成后用：ls –a查看 (a就是all)能够看到隐藏的文件，其中.config就是保存的配置文件。

  查看内容：vim  .config

  

    CONFIG:固定的标准格式；LOCALVERSION:配置项的名字；y=yes至关于<*>;没有配置的加'#'，加'is not set'；

  如何加载一个已有的配置文件，而后在其上面作修改？

    (Linux自己的配置文件在/boot/config-4.15.0-45-generic)，找到一个配置文件config-4.15.0-45-generic复制到当前目录下，而后make menuconfig -> load -> '文件路径文件名'(例如当前w文件下的路径就是"./config-4.15.0-45-generic") -> ok；

3.2 编译内核

3.2.1 编译内核生成镜像文件

  make zImage:主要用于小于512K

  make bzImage:

  make bzImage V=1 :查看编译的详细信息

  编译好的内核位于arch/<cpu>/boot/目录下 

3.2.2 编译内核模块(<M>产生内核模块)

  make modules:内核模块散落在各个文件中，.ko文件就是内核模块，查看方式ls *.ko;

  make modules_install:要把内核模块放到/lib/modules目录下面。使用操做:make modules_install会把散落的文件移动到/lib/modules目录下。

3.3 制做init ramdisk(即将全部内核模块打包为一个文件)

  命令：mkinitrd  initrd-$version  $version

  例子：mkinitrd  initrd-2.6.32  2.6.32

            initrd-2.6.32 打包成文件的名字

  $version 为经过make modules_install移动到一个文件夹的内核模块文件的文件名，能够经过查询/lib/modules下的目录获得。

3.4 安装内核

  将映像文件和打包好的modules文件复制到boot目录下，Linux启动的时候BootLoader会到boot目录下找文件。

3.4.1 复制zImage镜像文件到boot中

  cp arch/x86/boot/bzImage /boot/vmlinuz-$version 取得名字

3.4.2 复制moduls文件到boot文件中

  cp initrd-$version /boot/

3.4.3 修改/etc/grub.conf     /*这是启动的配置文件*/

  保存后从新启动Linux系统。启动时有一个倒计时的地方，而后当即按下F12(戴尔)，能够选择系统要启动内核。

  启动完成后：

  用 uname –r 命令：查看正在运行的内核版本。

 

  内核运行在内存

  文件系统存放在硬盘或者开发板的flash

3.5 清理内核

要清楚编译内核的时候产生了什么。配置时产生了.config文件；编译的时候产生了.o文件，汇总成了bzImage；还产生一些.ko文件

  make clean：清理.o文件，没有清除掉.config文件，

  ls  /drivers/net  能够看到有不少.ko文件

  make distclean  能够清除掉配置文件也能够清除掉.o文件

4 嵌入式Linux内核制做

  制做嵌入式平台使用的Linux内核，方法和制做PC平台的Linux内核基本一致；

4.1 复制解压一个Linux内核代码

4.2 make  distclean 清除之前的配置项

4.3 配置内核：make menuconfig  ARCH=arm

4.4 编译内核：make uImage ARCH=arm  CROSS_COMPILE=arm-linux-

 

    若是报错：将tools中的mkimage文件复制到bin文件夹，而后在从新编译；

    而后将uImage.bin文件复制到根目录下的tftpboot文件夹下。而后经过serial com下载到目标板

　　编译完成后生成的uImage文件在/arch/arm/boot/中可看到

5 根文件系统的制做

5.1 创建根文件系统目录与文件

5.1.1 建立目录

  先建立一个目录而后进入

      mkdir rootfs

      cd rootfs

  而后批量的建立开发板须要的如下目录：

      mkdir bin devetc lib proc sbin sys usr mnt tmp var

      mkdir usr/bin usr/lib usr/sbin lib/modules

5.1.2 建立设备文件（只能在root模式下建立）

      cd  rootfs/dev

　　  mknod  -m  666  console  c  5  1

      mknod  -m  666  null  c  1  3

5.1.3 加入配置文件

      将etc.tar.gz中的文件解压后都复制到etc文件中。

5.1.4 添加内核模块

      cd …/mini2440      /*进入能够编译内核的文件夹*/ (即mini240的内核制做的文件夹)

      make modules ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-

      make modules_install ARCH=arm INSTALL_MOD_PATH=…/rootfs

               粉色处为路径：home/dongry/rootfs

5.1.5 解压后进入busybox文件并配置、编译、安装busybox：

　　  make  menuconfig：进入配置界面

      进入Busybox Settings àbuild Options->选中“Build busybox as astatic binary”,静态连接

　　　进入Cross Compiler prefix改成(arm-linux-)
 　　 进入Installation Options->选中“Don‘t use /usr”,选中该项能够避免busybox被安装到宿主系统的/usr目录下，破坏宿主系统
　　  进入Busybox Installation Prefix改路径(/xxx/rootfs)，该选项代表编译后的busybox的安装位置

 

  编译busybox：make

  安装busybox：make install

5.2 挂载根文件系统

  根据存储设备的硬件特性、系统需求,不一样的文件系统类型有不一样的应用场合。在嵌入式Linux应用中，主要的存储设备为RAM和FLASH，经常使用的基于存储设备的文件系统类型包括：jffs2, yaffs2, ubifs, ramdisk等

5.2.1 initramfs方式

  软链接

  　　ln –s ./bin/busybox  init  /*-s：软连接； init：软链接名字*/

  进入内核文件

　　  make menuconfig ARCH=arm

 　　 general setup-><*>Initial RAM filesystem and RAM disk (initramfs/initrd) support

　　　而后在Initramfs source file(s)处添加rootfs的路径

 

  配置完成后从新编译内核：make uImage ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-

  由于文件系统是挂载到内核上的，因此须要从新编译内核

5.2.2 NFS方式

  此种方式的特色：当文件系统须要从新添加一个文件的时候，initarmfs还得须要从新编译内核，而NFS方式是直接经过网络链接的会直接反馈到系统上，不须要从新编译内核。

  内核配置：make menuconfig ARCH=arm

  取消掉上边方式的配置项，并退出；

  进入file system->networking file systems->保证root file system on nfs被选中，退出保存

  而后进行内核编译：make uImage ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-

  由于文件系统是挂载到内核上的，因此须要从新编译内核。