嵌入式Linux学习笔记

一  嵌入式系统定义：

应用于特定环境的硬件体系。

二  两样非常重要的能力：

1.  掌握各种新概念的能力

2.  调试的能力( 包括软件, 硬件 )

三  需要的基础知识：

1.  操作系统理论基础

2.  数据结构

3.  C,C++编程语言

4.  汇编语言

5.  Linux基础能力

6.  单片机基础

四  结构框架：

1.  bootloader( 作用：a. 初始化硬件 b. 引导操作系统 )

2.  kernel

3.  文件系统

它们都置于flash中。

五  flash六大分区：

1.  boot        ---> 引导区

2.  boot param        ---> 引导参数区

3.  my application        ---> 用户程序区

4.  kernel        ---> 内核区

5.  fs_yaffs        ---> 文件系统区( 挂载文件时用 )

6.  wince        ---> 存放wince操作系统

一            ARM7        vs        ARM9：

流水线    3级                        5级

MMU       无                          有

MMU和流水线级数非常的重要，它们是衡量一个芯片性能的重要参数。

二  ARM开发板上的接口：

1.  单片机类型接口：

串口，LED，按键，红外，温度传感器，蜂鸣器，I2C，SPI ... ...

2.  较高端接口：

LCD，CAMARA，IDE，USB，SD卡 ... ...

三  JTAG板：

1.  作用：

a.  对内部芯片进行读写控制。

b.  对外设进行间接控制。

c.  往板上的硬件烧录数据或程序。

2.  接口：

a.  JTAG接口： 烧写接口( 请小心烧写bootloader，因为每次烧写都将擦除整个flash )

b.  WIGGLE接口：调试接口( 需要搭配H-JTAG代理软件并使用软件AXD进行调试 )

四  开发板使用注意事项：

1.  使用前先去电( 用手摸一下各金手指部分即可 )。

2.  切记：除了网口，usb口，sd口之外的接口不可带电插拔。

一  方法一( 串口通讯 )：

1.  在PC开发端的linux环境中写好源代码。

2.  使用交叉编译器arm-linux-gcc编译之。

3.  用超级终端或者DNW建立ARM开发板与PC开发端的连接给ARM开发板上电，进入linux系统。

4.  再用上面两种通讯软件之一进行USB文件传输即可。

比起下面即将学习的方法，这种方法显得很笨，因为不利于调试。

二 方法二( 网络文件系统NFS步骤 )：

1.  在PC开发端的linux环境中写好源代码。

2.  在PC开发端的linux环境中使用交叉编译器arm-linux-gcc编译之。

3.  用超级终端或者DNW建立ARM开发板与PC开发端的连接并启动ARM开发板，进入linux系统。

4.  在ARM开发板的linux环境中执行命令"  ifconfig eth0 192.168.0.11  "建立IP。

5.  在PC开发端的linux环境中执行命令"  ifconfig eth0 192.168.0.22 up  "建立IP。

6.  在PC开发端的linux环境中执行命令"  service nfs restart  "启动NFS服务器。

7.  在ARM开发板的linux环境中执行命令"  ping 192.168.0.22  "建立和PC开发端的连接。

8.  在ARM开发板的linux环境中执行命令"  mount -n nolock,rsize=1024,wsize=1024,timeo=15 192.168.0.22:/ /mnt

"即可将PC开发端的linux环境中的根目录挂载到ARM开发板的linux环境中的/mnt目录里。

9.  打开ARM开发板下的/mnt目录下就能看到并和PC共享那个根目录。

一 作用：

        用之来编译生成bootloader或者裸机程序。

二 说明：

        ADS其实就是Arm Develope Suite。主要由armcc,  Code Warrior以及AXD组成。

        armcc是编译器，Code Warrior是编辑控制器，AXD是调试器。

三 使用详细步骤：

        已在实验中详细学习，可以参考：

四 一个实例ADS程序( 裸机程序 )分析：

        该程序实现了让开发板的LED轮流闪烁，故称为跑马灯程序。

       1.  汇编部分       

       2.  C语言部分：

       

       

五 一般的ADS程序( 裸机程序 )设计步骤：

        1.  由开发板原理图确定设备所在引脚。

        2.  找到设备对应的寄存器编号。

        3.  对控制器里面的寄存器进行写入，从而达到控制设备的目的。 

一 两种重要的硬件：

        它们的相关参数是衡量一个芯片性能的重要参考对象。维基百科里有更详细的介绍。

        1.  MMU：

                定义：属于硬件范畴，能够将操作地址的虚址转换为实址。

        2.  cathe：

                定义：属于硬件范畴，为了弥补CPU与内存的速度差而存在，对程序员透明。

二 ARM的工作模式：

        1.  用户模式( USR )        ---> 运行应用程序的模式

        2.  管理模式( SVC )        ---> 操作系统的保护模式

        3.  中断模式( IRQ )        ---> 用于普通中断处理的模式

        4.  快速中断模式( FIQ )        ---> 用于支持数据传输或通道处理的模式

        5.  数据访问中断模式( ABT )        ---> 指令预取或读取数据错误时的模式

        6.  系统模式( SYS )        ---> 特权模式

        7.  未定义指令终止模式( UND )       ---> 执行了未定义的指令时进入

四 ARM的重要寄存器：

        1.  R13        ---> 栈指针寄存器

        2.  R14        ---> 子程序调用时保存PC指针的寄存器

        3.  R15        ---> PC指针寄存器( PC是记录下一条指令地址的寄存器 )

        4.  CPSR        ---> 当前的程序状态字寄存器

        5.  SPSR        ---> 保存程序状态字的寄存器  

嵌入式Linux在这里是指跑在嵌入式计算机上的linux系统 ... ...

一 特点：

        1.  自由  ( 代码开源，可自行修改 )

        2.  稳定  ( 死机率非常低 )

二 版本识别技巧：

        linux内核的版本号类似"  主版本号.次版本号.释出版本号  "。比如对于内核2.6.39来说，2是主版本号，6是次版本号，39是释出版本号。

        如果主版本号或次版本号中有一个为奇数，那么这个内核还在测试中，很不稳定；反之，如果主版本号和次版本号都是偶数，那么这个

        版本的内核就是稳定版本。释出版本号与内核是否稳定无关。

三 linux内核移植：

        1.  定义：

                是指对linux内核源码进行剪裁，使之能最大化的服务于特定硬件体系。

        2.  剪裁过程：

                a.  修改内核源码

                b.  将内核源码重新编译

                c.  把生成的内核映像文件拷贝到相应分区

        3.  说明：

                内核源码是基于C语言开发完成的。

四 linux内核重要目录：

        1.  /arch        ---> 所有和体系结构相关的代码

        2.  /drivers        ---> 各种驱动

        3.  /fs        ---> 文件系统

        4.  /include        ---> 编译核心时用的头文件

        5.  /init        ---> 初始化系统所用的代码

        6.  /kernel        ---> 进程调度代码

五 大致学习步骤：

        初步体验linux  ->  熟悉linux常用命令以及工具  ->  linux应用程序开发  ->  linux驱动程序开发  ->  熟悉kernel之后进入更加深层次的开发。

一 命令行模式：

        定义：

                使用全字符的界面进行开发。

        特点：

                占用的资源少，稳定。( 图形界面会占用许多资源，在很多种情况下带来不便 )

        说明：

                命令其实就是一个程序，参数就是传递给它的变量。

二 常用命令：

        ls,  cd,  mkdir  vi,  gcc  ... ...

里所编译的核心是已经移植好了的核心，而不是直接从ww.kernel.org上直接下载得到的核心。

至于如何移植，不属于这个系列视频的学习范畴 ... ...

 一 编译步骤：

        1.  获取linux内核源码(  已经移植好了的 )。

        2.  解压。

        3.  打开解压目录，修改makefile文件：

                找到"  CROSS_COMPILE ?= ......  "这行，将......部分替换为"  交叉编译器的目录下的bin目

                录的路径  " 

        4.  执行命令"  make menuconfig  "，进一步对参数进行配置。( 比如可以选择需要安装的驱动模块

             等 )

        5.  执行命令"  make  zImage  "。( 'I'确保大写 )

        6.  编译完成之后，将在源码解压目录下的/arch目录下的/boot目录里产生一个新的zImage文件，将

        它拷贝到开发板的kernel分区即可完成linux操作系统的下载。

一  方法一( 串口通讯 )：

        1.  在PC开发端的linux环境中写好源代码。

        2.  使用交叉编译器arm-linux-gcc编译之。

        3.  用超级终端或者DNW建立ARM开发板与PC开发端的连接给ARM开发板上电，进入linux系统。

        4.  再用上面两种通讯软件之一进行USB文件传输即可。

        比起下面即将学习的方法，这种方法显得很笨，因为不利于调试。

二 方法二( 网络文件系统NFS步骤 )：

        1.  在PC开发端的linux环境中写好源代码。

        2.  在PC开发端的linux环境中使用交叉编译器arm-linux-gcc编译之。

        3.  用超级终端或者DNW建立ARM开发板与PC开发端的连接并启动ARM开发板，进入linux系统。

        4.  在ARM开发板的linux环境中执行命令"  ifconfig eth0 192.168.0.11  "建立IP。

        5.  在PC开发端的linux环境中执行命令"  ifconfig eth0 192.168.0.22 up  "建立IP。

        6.  在PC开发端的linux环境中执行命令"  service nfs restart  "启动NFS服务器。

        7.  在ARM开发板的linux环境中执行命令"  ping 192.168.0.22  "建立和PC开发端的连接。

        8.  在ARM开发板的linux环境中执行命令"  mount -n nolock,rsize=1024,wsize=1024,timeo=15 192.168.0.22:/ /mnt 

        "即可将PC开发端的linux环境中的根目录挂载到ARM开发板的linux环境中的/mnt目录里。       

        9.  打开ARM开发板下的/mnt目录下就能看到并和PC共享那个根目录。

本文作者：泗水独酌