Arm處理器與Linux的完美結(jié)合

嵌入式系統(tǒng)的定義應(yīng)當(dāng)是以應(yīng)用為中心、以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)、軟件硬件可裁剪、適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

比如現(xiàn)在ATM取款機(jī)就是一個(gè)典型RTOS,embedded os主要包括兩部分，一部分是處理器，比如Arm,POWERPC,MIPC,一部分是OS，比如Linux,wince,vxworks,us/os,etc.我現(xiàn)在主要學(xué)習(xí)的路線(xiàn)是arm+linux，選擇arm主要是因?yàn)閍rm技術(shù)已經(jīng)比較成熟，選擇linux是因?yàn)閘inux是開(kāi)源的，免費(fèi)的，另外如果學(xué)好了linux就算將來(lái)不搞嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)這塊，也可以專(zhuān)供linux服務(wù)器這一方面。

學(xué)習(xí)嵌入式linux，主要做的就是四點(diǎn)，一點(diǎn)就是寫(xiě)bootloader,并移植到到nand flash上，第二點(diǎn)，編譯kernel,并通過(guò)bootloader下載到nand flash上，第三點(diǎn)，在基于nand flash上建立文件系統(tǒng)，第四點(diǎn)，把寫(xiě)好的應(yīng)用程序下載到target上?；玖鞒叹褪沁@么下來(lái)的，具體到開(kāi)發(fā)板上時(shí)可能就有所差別了，下邊就以深圳優(yōu)龍公司的fs2410為目標(biāo)板具體的上述一下開(kāi)發(fā)的流程，以及在開(kāi)發(fā)中應(yīng)注意的問(wèn)題。

第一步：交叉編譯環(huán)境的建立

A: 基于linux操作系統(tǒng)的應(yīng)用開(kāi)發(fā)環(huán)境一般是由目標(biāo)系統(tǒng)硬件(開(kāi)發(fā)板)和宿主pc機(jī)所構(gòu)成。目標(biāo)硬件開(kāi)發(fā)板用于運(yùn)行操作系統(tǒng)和系統(tǒng)應(yīng)用軟件。而目標(biāo)板所用到的操作系統(tǒng)的內(nèi)核編譯、應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)和調(diào)試則需要通過(guò)宿主pc機(jī)來(lái)完成(所以稱(chēng)為交叉編譯)。雙方之間一般通過(guò)串口，并口或以太網(wǎng)接口建立連接關(guān)系。安裝linux os，比如redhao linux 9.0,可以采用默認(rèn)安裝(但要包含ftp服務(wù))，將該linux服務(wù)器接入局域網(wǎng)，其他的pc機(jī)可以用windows,需要的軟件工具包括。

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(1)ftp客戶(hù)端程序

(2)telnet工具

(3)移植到某一特定arm平臺(tái)的linux操作系統(tǒng)內(nèi)核源碼

(4)gnu編譯工具，可由相關(guān)網(wǎng)站下載

在某工作站pc上安裝ftp客戶(hù)端程序和telnet工具，linux os kernel的編譯一般有一個(gè)比較固定的步驟，會(huì)根據(jù)Makefiel文件的不同而略有差異，可參考相關(guān)文檔，按固定的步驟編譯內(nèi)核完成以后，會(huì)在相應(yīng)目錄生成可執(zhí)行的二進(jìn)制文件,通過(guò)ftp傳到pc機(jī)上，熱后通過(guò)串口或網(wǎng)絡(luò)下載到開(kāi)發(fā)板上。

B：(1) 創(chuàng)建編譯環(huán)境，在這個(gè)過(guò)程中，將設(shè)置一些環(huán)境變量，創(chuàng)建安裝目錄，安裝內(nèi)核源代碼和頭文件等。

(2) 創(chuàng)建binutils.在這個(gè)過(guò)程結(jié)束后，會(huì)創(chuàng)建類(lèi)似arm-linux-ld等工具。

(3) 創(chuàng)建一個(gè)交叉編譯版本的gcc,注意：在這個(gè)過(guò)程中，只能編譯c程序，而不能編譯c++程序。

(4) 創(chuàng)建一個(gè)交叉編譯版本的glibc，這里最容易出問(wèn)題。

(5) 創(chuàng)建一個(gè)交叉編譯版本的gdb。這個(gè)過(guò)程結(jié)束后，會(huì)創(chuàng)建arm-linux_gdb

(6) 重新創(chuàng)建gcc。前面創(chuàng)建gcc的過(guò)程沒(méi)有編譯c++編譯器，現(xiàn)在glibc已經(jīng)準(zhǔn)備好了，所以這個(gè)步驟將完善gcc的交叉編譯。

(7) 重新創(chuàng)建glibc.

如果在交叉編譯過(guò)程中出現(xiàn)錯(cuò)誤，那么請(qǐng)檢查：

版本選擇是否正確，以及是否安裝了相應(yīng)的補(bǔ)丁;

庫(kù)文件路徑設(shè)置是否正確;

系統(tǒng)環(huán)境變量是否設(shè)置正確。

第二步：編寫(xiě)bootloader并移植到開(kāi)發(fā)板上

A：bootloader(引導(dǎo)加載程序)是系統(tǒng)加電后運(yùn)行的第一段代碼。嵌入式系統(tǒng)中的bootloader相當(dāng)于pc機(jī)中的bios。大多數(shù)bootloader都包含兩種不同的操作模式，一種是啟動(dòng)加載(bootloading)模式,在這種模式下，bootloader從目標(biāo)機(jī)上的某個(gè)固態(tài)存儲(chǔ)器設(shè)備上將操作系統(tǒng)加載到RAM中運(yùn)行，整個(gè)過(guò)程并沒(méi)有用戶(hù)的介入。這種模式是bootloader的正常工作模式，另一種是下載(downloading)模式。在這種模式下，目標(biāo)機(jī)上的bootloader將通過(guò)串口或網(wǎng)絡(luò)等通信手段從開(kāi)發(fā)主機(jī)(host)上下載內(nèi)核映像和根文件系統(tǒng)映像等到RAM中。然后可以再被bootloader寫(xiě)到目標(biāo)機(jī)上的固態(tài)存儲(chǔ)介質(zhì)上。

B：bootloader啟動(dòng)大多數(shù)都分為兩個(gè)階段

(1)：基本的硬件初始化(屏蔽所有的中斷，關(guān)閉處理器內(nèi)部指令/數(shù)據(jù)cache等)。

為第二階段準(zhǔn)備RAM空間，如果是從某個(gè)固態(tài)存儲(chǔ)媒質(zhì)中，則復(fù)制bootlodaer的第二階段代碼到RAM。

設(shè)置堆棧。

跳轉(zhuǎn)到第二階段的C程序入口點(diǎn)。

(2)：初始化本階段要使用的硬件設(shè)備。

檢查系統(tǒng)內(nèi)存映射。

將內(nèi)核映像和根文件系統(tǒng)映像從flash讀到RAM。

為內(nèi)核設(shè)置啟動(dòng)參數(shù)調(diào)用內(nèi)核。