linux系统移植

### Linux系统移植知识点详解 #### 一、基础知识与环境搭建 **1.1 主机硬件环境** - **PC配置需求**：通常来说，用于Linux系统移植的主机需要有足够的计算能力和存储空间来支持编译和调试过程。一般推荐至少4GB RAM，以及一个稳定的处理器（如Intel Core i5或以上）。此外，硬盘空间方面至少需要20GB可用空间来存放各种工具链和源代码。 - **目标板选择**：目标板的选择应基于实际应用的需求，例如性能、功耗和成本等因素。 **1.2 工具介绍** - **交叉编译工具链**：包括GCC (GNU Compiler Collection)、GDB (GNU Debugger)等，用于在一种平台上编译出能在另一种平台上运行的代码。 - **Bootloader**：如U-Boot，是启动过程中第一个运行的程序，负责加载和初始化硬件设备以及启动操作系统内核。 - **BusyBox**：一个集成了众多标准Linux命令的小型工具箱，对于嵌入式系统非常重要。 - **Glibc**：GNU C库，为程序提供标准C库功能。 **2.1 软件环境** - **2.1.1 Windows操作系统**：虽然本教程主要针对Linux环境下的开发，但在某些情况下可能需要在Windows下进行部分操作。 - **2.1.2 Linux操作系统**：推荐使用Ubuntu、Fedora等发行版，这些发行版具有良好的社区支持和技术文档。 **2.2 Linux下工作用户及环境** - **2.2.1 交叉工具的安装**：通过包管理器（如apt-get或yum）或者从源码编译安装。 - **2.2.2 U-Boot移植工作目录**：创建并组织好项目文件夹，便于管理和维护。 - **2.2.3 内核及应用程序移植工作**：确保所有必要的软件和依赖都已正确配置。 **2.3 配置系统服务** - **2.3.1 TFTP服务器的配置**：TFTP是一种简单的文件传输协议，常用于将文件传输到目标设备。配置TFTP服务器可以方便地上传和下载文件。 - **2.4 工具使用** - **2.4.1 Minicom的使用**：Minicom是一个终端模拟器，用于与串口通信，非常适合用于调试和测试嵌入式系统。 #### 二、系统启动与Bootloader的编写 **1. 工具介绍** - **1.1 ADS命令行命令介绍** - **1.1.1 armasm**：用于ARM架构的汇编器。 - **1.1.2 armcc, armcpp**：用于ARM架构的C/C++编译器。 - **1.1.3 armlink**：链接器，用于将多个对象文件链接成可执行文件。 **2. 基本原理** - **2.1 可执行文件组成及内存映射** - **2.1.1 可执行文件的组成**：包括文本段（Text）、数据段（Data）和BSS段等。 - **2.1.2 装载过程**：如何将可执行文件加载到内存中。 - **2.1.3 启动过程的汇编部分**：初始化硬件设备等。 - **2.1.4 启动过程的C部分**：更高级的功能实现。 **3. AXD的使用以及源代码说明** - **3.1 源代码说明** - **3.1.1 汇编源代码说明**：分析汇编代码的功能。 - **3.1.2 C语言源代码说明**：理解C代码中的逻辑和算法。 - **3.2 AXD的使用** - **3.2.1 配置仿真器**：设置调试环境。 - **3.2.2 启动AXD配置开发板**：连接并调试目标板。 #### 三、GNU交叉工具链 **1. 设置环境变量，准备源码及相关补丁** - **1.1 设置环境变量**：确保编译工具能够正确找到所需的库和文件。 - **1.2 准备源码包** - **1.2.1 binutils**：二进制工具集合，如ld（链接器）等。 - **1.2.2 gcc**：GNU Compiler Collection，包含C/C++编译器。 - **1.2.3 glibc**：GNU C库，提供标准库函数。 - **1.3 准备补丁** - **1.3.1 ioperm.c.diff**：用于修改特定文件以适应不同平台的需求。 - **1.3.2 flow.c.diff**：同样用于补丁应用。 - **1.3.3 t-linux.diff**：用于特定平台的补丁。 - **1.4 编译GNU binutils** - **1.5 准备内核头文件** - **1.5.1 使用当前平台的gcc编译内核头文件** - **1.5.2 复制内核头文件** - **1.6 译编glibc头文件** - **1.7 编译gcc第一阶段** - **1.8 编译完整的glibc** - **1.9 编译完整的gcc** **2. GNU交叉工具链的下载** - **2.1 ARM官方网站**：获取最新的官方工具链版本。 - **2.2 本文档提供的下载**：为了方便读者，文档中也提供了工具链的下载链接。 **3. GNU交叉工具链的介绍与使用** - **3.1 常用工具介绍** - **3.2.1 arm-linux-gcc的使用**：解释如何使用该编译器进行编译。 - **3.2.2 arm-linux-ar和arm-linux-ranlib的使用**：用于创建静态库。 - **3.2.3 arm-linux-objdump的使用**：查看目标文件的信息。 - **3.2.4 arm-linux-readelf的使用**：读取ELF文件格式的元数据。 - **3.2.6 arm-linux-copydump的使用**：复制和分析目标文件。 - **4. ARM GNU常用汇编语言介绍** - **4.1 ARM GNU常用汇编伪指令介绍**：如定义符号、分配空间等。 - **4.2 ARM GNU专有符号**：了解特定于GNU工具链的符号。 - **4.3 操作码**：ARM指令集的介绍。 **5. 可执行生成说明** - **5.1 lds文件说明** - **5.1.1 主要符号说明**：解释如何定义和使用符号。 - **5.1.2 段定义说明**：了解如何定义不同的段及其作用。 #### 四、U-Boot的移植 **1. U-Boot的介绍及系统结构** - **1.1 U-Boot介绍**：概述U-Boot的主要功能和特性。 - **1.2 获取U-Boot**：通过官方网站或其他可信来源获取最新版本。 - **1.3 U-Boot体系结构** - **1.3.1 U-Boot目录结构**：了解U-Boot项目的组织结构。 **2. U-Boot的启动过程及工作原理** - **2.1 启动模式介绍**：根据不同的启动方式，U-Boot会采取不同的流程。 - **2.2 阶段1介绍** - **2.2.1 定义入口**：如何定义程序的入口点。 - **2.2.2 设置异常向量**：配置异常处理。 - **2.2.3 设置CPU的模式为SVC模式**：设定CPU的工作模式。 - **2.2.4 关闭看门狗**：防止意外重启。 - **2.2.5 禁掉所有中断**：确保稳定启动。 - **2.2.6 设置以CPU的频率**：根据硬件配置调整频率。 - **2.2.7 设置CP15**：配置特殊寄存器。 - **2.2.8 配置内存区控制寄存器**：管理内存区域。 - **2.2.9 安装U-BOOT使用的栈空间**：为运行时分配足够的栈空间。 - **2.2.10 BSS段清0**：初始化未初始化的数据。 - **2.2.11 搬移NandFlash代码**：如果使用NandFlash存储，则需处理这部分代码。 - **2.2.12 进入C代码部分**：完成汇编阶段后进入C语言部分。 - **2.3 阶段2的C语言代码部分** - **2.3.1 调用一系列的初始化函数**：初始化硬件资源。 - **2.3.2 初始化网络设备**：如果需要联网功能。 - **2.3.3 进入主UBOOT命令行**：完成启动过程，进入交互模式。 - **2.4 代码搬运**：将编译后的代码从开发环境移动到目标设备上。 **3. U-Boot的移植过程** - **3.1 环境**：确保所有必需的工具和环境都已经准备好。 - **3.2 步骤** - **3.2.1 修改Makefile**：根据目标平台调整编译选项。 - **3.2.2 在board子目录中建立crane2410**：创建新的目标板配置。 - **3.2.3 在include/configs/中建立配置头文件**：定义具体的硬件配置。 - **3.2.4 指定交叉编译工具**：告知编译器使用哪个交叉编译工具链。 Linux系统移植涉及的知识点广泛且深入，不仅包括硬件环境的搭建、软件环境的配置，还涉及到工具链的构建、Bootloader的编写和U-Boot的移植等多个方面。通过系统学习这些内容，可以帮助开发者更好地理解和掌握Linux系统移植的过程和技术细节。