嵌入式linux新手入门手记-搭建基本工作平台

　　当然，本人已经不是电子控制器开发的新手了。从事单片机，DSP开发十多年，但是一直没有接触过嵌入式linux。2014年初由于公司的项目需要，决定引入嵌入式linux的平台进行产品研发，从这个时候开始正式接触嵌入式linux，并开始在linux上进行工作。到现在差不多1年半，现在将这个过程重新整理出来，和大家一起分享，同时也给自己留一个记录。

linux操作系统文章专题:linux操作系统详解（linux不再难懂）

　　“嵌入式linux新手入门手记”会是一个系列，记录我从第一次正式开始在linux平台工作，到完成项目的过程中各问题的解决过程。当然，作为工作经历的记录，这个手记的系列不讨论理论方面的知识，只是忠实的记录问题，以及问题的解决过程和方法。

　　首先在这里介绍一下我的开发平台：TI的AM335x的平台，硬件已经调试完成，在本手记中将不进行硬件方面的记录。主要需要的功能是：USB接口单点触摸屏，1024*768 TFT-LCD显示，GUI的用户程序实现人机交互，100M以太网，不需要3D以及图形加速，256M DDR2，256M nand，一个SD卡槽，一个RS232接口。

　　首先，要进行嵌入式linux开发，当然需要搭建计算机的工作平台，考虑工作的方便和效率，决定在计算机上安装独立linux系统，和window做成双引导。

　　2010年时用过一段时间的ubuntu，所以决定还是使用ubuntu，在ubuntu的官网上下载32位版本的14.04(64位的系统驱动程序比较难找)。使用ubuntu推荐的Universal-USB-Installer-1.9.5.9工具，将ubuntu的安装镜像写入到一个标准的4GU盘上(标准的意思是指不要有乱七八糟的功能，可能会导致兼容性问题而无法启动ubuntu安装程序。写入时会导致U盘的内容全部丢失，需要先备份U盘的文件)。

　　在windows7的计算机管理中启动磁盘管理器，我的计算机硬盘是500G的，分为2个分区，并格式化为2个磁盘：C(190G)和D(其余空间)，在磁盘管理器中对D分区进行压缩，压缩出100G的磁盘空间出来，对这个压缩出来的100G空间不要做其他处理，退出磁盘管理器。

　　重新启动计算机并进入到BIOS中设置启动顺序，使计算机能够从U盘启动。使用制作好的Ubuntu安装U盘启动计算机后，将进入到ubuntu的体验系统中，选择安装，然后根据安装的提示进行，这里需要注意2点，一是语言的选择，最好在安装时选择中文，这样避免后续设置ubuntu时显示、输入法等的问题。二是最好不要手动指定安装分区，有ubuntu安装程序自动对之前划分出来的100G空间进行管理，我的计算机安装有6G的内存，所以安装程序将100G空间划分为一个6G的交换分区，其他用于安装ubuntu。然后ubunut会询问是否和其他操作系统共存时，一定要选择和其他操作系统共存，否则会导致安装完ubuntu后无法启动windows的问题。

　　ubuntu14.04的安装还是比较智能的，基本不需要自己的其他干涉，就自动安装完成了。

　　在安装完成后，需要对ubuntu进行一些设置，这里就不再过多描述，下面仅对一些和后续嵌入式linux开发有关的进行说明：

　　另外，我使用的shell是bash，而ubuntu14.04安装后默认用的是dash，需要修改为默认使用bash。

　　1、安装tftp服务。嵌入式linux开发，尤其是uboot和kernel相关的开发，需要不断的修改MLO，u-boot，uImage等，这些文件是需要写入到am335x的板载flash上的，如果每次都是用SD，CCS，烧写工具等，是一个很麻烦的事情。由于uboot支持tftp下载文件并烧写flash，这是一个较为便捷的方式。

　　在自己工作目录home/XXXX下建立一个空目录，取名为tftp;

　　给这个目录赋予读写等权限：sudo chmod 777 ./tftp;

　　安装tftp服务：sudo apt-get install xinetd tftpd-hpa tftp-hpa;

　　安装完成后，会自动重新启动xinetd，这时在/etc下会出现xinetd.d目录;

　　进入到这个目录中，执行sudo touch tftpd;

　　然后执行sudo gedit ./tftpd，在tftpd文件中添加以下内容并保存退出：

　　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，增加以下内容：

　　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，重新启动tftp服务：sudo /etc/init.d/xinetd restart

　　sudo /etc/init.d/tftpd-hpa restart

　　2、安装nfs服务。nfs服务是嵌入式linux开发一个非常重要的服务，使用这个服务，可以将计算机上的一个文件目录挂载为am335x运行时的根文件系统，这样避免不断烧写flash。

　　建立一个文件夹，用于nfs服务，名称为nfs;

　　为安装nfs服务，修改ubuntu的软件源，如果不是“main server”，修改为“main server”，然后点击close，弹出对话框点击reload，然后等待处理结束;

　　安装nfs服务，sudo apt-get install portmap nfs-kernel-server

　　sudo apt-get install portmap nfs-common

　　配置共享文件，编辑/etc/exports，在文件末尾添加一行：/home/XXXX/nfs *(rw,sync,no_root_squash)。用于设置nfs目录的工作模式，以及用户进入该目录的权限为root;

　　重新启动nfs服务，sudo /etc/init.d/portmap restart

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

　　检查nfs服务是否已经配置成功。

　　3、设置计算机的网卡。为开发嵌入式linux，我的计算机安装了2个网卡，一个USB接口的无线网卡，用于上网。另外一个100M PCI接口的有线以太网卡，用于连接am335x。将有线以太网卡的IP地址设置为固定：192.168.1.50，子网掩码255.255.255.0，其他可以不设置。

　　4、下载TI的am335x的开发工具包，这里我使用的是2011年获得的开发包，其中uboot是2011版，以及linux3.2.0。配合这个开发包使用的是arm-none-linux-gnueabi和arm-arago-linux-gnueabi交叉编译工具。由于种种原因，公司决定使用TI-SDK-AM335X-01.00.00.00中的交叉编译工具，是arm-linux-gnueabihf-gcc 4.7.3。

　　将TI的SDK解压缩到/home/XXXX/ti-sdk-am335x-evm-01000000目录;

　　将uboot2011解压缩到/home/XXXX/uboot目录;

　　将linux3.2.0解压缩到/home/XXXX/kernel目录;

　　修改上述目录的权限，使得XXXX拥有对这些目录以及其文件的读写权限。

　　5、修改环境变量配置，进行第一次编译uboot和kernel。

　　编辑~/.bashrc文件，将编译uboot和kernel需要的环境变量加入到文件中，并使生效。 下面是需要加入到~/.bashrc中的内容：

　　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目录，在编译uboot时，会生成后续用于制作uImage文件的工具，用来编译kernel，所以在这里要加入到PATH中。否则后续编译kernel时会出现错误。

　　编译uboot时会生成用于制作kernel的image的工具，这些工具在编译kernel是被make调用，所以在编译kernel时，必须保证之前已经正确编译或uboot，并且没有对uboot执行过clean。

　　6、进入到uboot的目录中，编辑两个sh文件，用于后续工作使用。

　　mkclean.sh，用于执行clean操作：

　　#/bin/sh

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

　　上述执行的命令，使用arm-linux-gnueabihf交叉编译器，arm体系的CPU，输出文件保存到./am335x目录，执行distclean清除所以之前的临时文件。

　　mkboot.sh，用于执行编译操作：

　　#/bin/sh

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

　　上述执行编译uboot，其中-j4告诉编译器使用4线程进行编译，这个设置取决于计算机CPU的核心数，能够加快编译的过程。

　　ARCH=arm指定目标CPU的体系架构。O=am335x指定文件输出目录为./am335x，编译结束后，能够在这个目录下找到MLO，u-boot.img等文件。

　　am335x_evm选项告知编译器使用这个板的配置对uboot进行编译。

　　7、进入到kernel目录中，编辑三个sh文件，用于后续编译和安装kernel：

　　mkcln.sh，用于执行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

　　这个sh将进行清除临时文件的操作，然后使用arm335x_evm_defconfig文件对kernel进行编译配置。

　　mkkn.sh，用于执行编译操作：

　　#/bin/sh

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

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

　　交叉编译kernel并生成uImage文件。

　　交叉编译可动态加载的modules。

　　mkins.sh，用于安装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

　　将编译好的内核zImage和modules文件安装到nfs文件目录中。

　　在编译完成后，在kernel/arch/arm/boot目录下会生成uImage文件，这个是linux kernel可引导文件，需要将这个文件拷贝到nfs或者tftp目录中。

　　8、编译后的几个重要文件：

　　编译uboot将会生成2个重要文件，MLO和u-boot.img。其中MLO是第二次引导程序，am335x复位后，内部otp中的引导程序会启动，然后根据LCD_DATA管脚的设置来加载指定存储器上的MLO。

　　MLO运行后，将加载相应存储器上的u-boot.img。

　　u-boot.img启动后，将根据bootargs和bootcmd环境变量设置的参数，选择加载uImage，并启动uImage。

　　uImage是kernel的可执行内核镜像文件。

　　9、开发嵌入式linux，需要将am335x通过串口和计算机连接，并使用计算机的超级终端 进行操作。ubuntu下的minicom比较好用。

　　现在的计算机一般都没有标准的RS232接口，我自己设计了一块CH340T的通信转接板，一端连接am335x的UART0，另外一端接计算机的USB口，在芯恒的官网能够下载到ubuntu的驱动程序，下载下来后insmod成功后，/dev下能够看到ttyUSBX(X取决于计算机，一般为ttyUSB0)。

　　这样使用USB模拟串口和am335x通信，方便使用。

　　下一篇将讲述第一次启动am335x。