【E问E答】嵌入式项目中使用Linux有哪些技巧？

　　步骤2：引导序列、时钟系统、存储器和串行接口

　　典型的嵌入式Linux启动顺序执行如下：

　　1)引导加载程序固件(示例项目里的U-Boot)运行于目标MCU内置闪存(无需外部存储器)，并在上电/复位后，执行所有必需的初始化工作，包括设置串口和用于外部存储器(RAM)访问的存储器控制器。

　　2)U-Boot可将Linux映像从外部Flash转移到外部RAM，并将控制交接到RAM中的内核入口点。可压缩Linux映像以节省闪存空间，代价是在启动时要付出解压缩时间。

　　3)Linux进行引导并安装基于RAM的文件系统(initramfs)作为根文件系统。在项目构建时，Initramfs被填充以所需的文件和目录，然后被简单地链接到内核。

　　4)在Linux内核下，执行/sbin/init。/sbin/init程序按照/etc/inittab中配置文件的描述对系统进行初始化。

　　5)一旦初始化进程完成运行级执行和/sbin/init里的命令，它会启动一个登录进程。

　　6)壳初始化文件/etc/profile的执行，标志着启动过程的完成。

　　通过使能就地执行(ExecuteInPlace——XIP)可以显著缩短启动时间、提升整体性能，XIP是从闪存执行代码的方法。通常，Linux代码是从闪存加载到外部存储器，然后从外部存储器执行。通过从闪存执行，因不再需复制这步，从而只需较少的存储器，且只读存储器不再占程序空间。

　　本文的示例项目基于STM32F429MCU。事实上，用户可能会发现，开始时，STM32F4系列MCU的外设初始化不容易掌握。幸运的是，意法半导体开发了一些工具来帮助解决这一问题。STM32CubeMX初始化代码生成器(部件编号UM1718)属于最新的。该工具包括外设初始化的每一个细节，在配置外设时，会显示警告和错误、并警告硬件冲突。

　　对小型嵌入式Linux项目来说，STM32F429MCU内部闪存足够用。重要的是要记住：嵌入式Linux项目中使用多个二进制映像(引导加载程序、Linux内核和根文件系统)：这些都需要闪存扇区边界对齐。这就避免了在装载一个图像时，另一图像被部分删除或损坏的风险。

　　步骤3：在主机上安装Linux

　　要构建一个嵌入式Linux项目，一台Linux主机是必需的。对于WindowsPC，最好是安装OracleVirtualBox，以创建“一台”512MbyteRAM和16Gbyte硬盘的新虚拟机。

　　有许多Linux版本可用;据笔者的经验，Debian就是与VirtualBox环境相匹配的一款。这款Linux主机必须能够访问互联网，以便下载针对这款ARMCortex-M目标MCU的GNU交叉编译工具。设计师将创建一个类似于图1所示的树形结构，并将交叉构建工具提存到/tools文件夹。

　　在这点上，有必要建立一个ACTIVATE.sh脚本。只需使用下列代码就可实现。(......>是提取到的GNU工具文件夹路径)：

　　exportINSTALL_ROOT=.......>

　　exportPATH=$INSTALL_ROOT/bin:$PATH

　　exportCROSS_COMPILE=arm-uclinuxeabiexport

　　CROSS_COMPILE_APPS=arm-uclinuxeabiexport

　　MCU=STMDISCO

　　exportARCH=arm

　　在干净的Linux系统中安装GNU工具，但其使用并非自给自足，实际上还需要其它系统的配合。其运行实际上依赖于若干其它系统组件(如主机C/C++ 编译器、标准C函数库头文件，以及一些系统工具)。获得这些必要组件的一种方法是安装用于C的Eclipse集成开发环境(IDE)。除解决这个迫在眉睫的问题外，EclipseIDE还可在开发过程中的许多其它方面提供帮助，当然，详述EclipseIDE的特性不是本文目的。

　　现在，是时候启用Linux终端工具了：点击“应用程序(Applications)”，然后“附件(Accessories)”和“终端(Terminal)”(见图2)。

　　图2：Linux包含的“终端(Terminal)”工具和“文件(Files)”、一种类似Windows资源管理器的图形化工具。

　　终端是用于配置Linux主机和构建嵌入式Linux应用程序的主要工具。键入以下命令来安装Eclipse和其它所需工具：

　　su[输入根用户密码]

　　apt-getinstalleclipse-cdt

　　apt-getinstallgenromfs

　　apt-getinstalllibncurses5-dev

　　apt-getinstallgit

　　apt-getinstallmc

　　准备该Linux项目的最后一步是下载STM32F429DiscoveryBuildroot，并解压到/uclinux文件夹。

　　步骤4：用Buildroot构建μClinux

　　现在有必要关闭先前使用根用户配置文件的终端，并启动一个新终端。在命令行中输入“mc”，并使用导航器导航到“Documents”，然后输入 “uClinux”命令。按Ctrl+O并激活LinuxARMCortex-M开发部分，并运行“.ACTIVATE.sh”命令。再次按下 Ctrl+O并进入“stm32f429-linux-builder-master”文件夹。

　　用户现在有两个选择。如果使用VirtualBox中的示例项目，请遵循“makeclean”和“makeall”命令序列。如果准备一个全新环境，使用“make”命令。约30分钟后，新的μClinux映像将可用，如下所示：

　　outubootu-boot.bin

　　outkernelarcharmbootxipuImage.bin

　　outromfs.bin

　　将这些新映像写入闪存。如果使用Windows和ST-LINK工具，下面的代码将工作：

　　ST-LINK_CLI.exe-ME

　　ST-LINK_CLI.exe-P“u-boot.bin”0x08000000

　　ST-LINK_CLI.exe-P“xipuImage.bin”0x08020000

　　ST-LINK_CLI.exe-P“romfs.bin”0x08120000

　　将串行调试器(serialconsole)连接到目标电路板(外部RX=>PC10、外部TX=>PC11、115200bits/s、8个数据位、无奇偶校验、1个停止位模式)，然后按下复位按钮，该μClinux项目将启动运行。开机输出将显示在串行调试器上，显示屏将出现Linux的企鹅标识。

　　步骤5：创建“你好，世界”应用

　　现在，按照代码示例和下面的说明，将一个用户应用添加到μClinux项目中。

　　创建：“stm32f429-linux-builder-master/user/src/hello.c”文件:

　　#include

　　intmain(){

　　printf(“Hello,worldn”);

　　return0;

　　}

　　必要时使用Tab键，创建：“stm32f429-linux-builder-master/user/Makefile”文件：

　　CC=$(CROSS_COMPILE)gcc

　　LDFLAGS?=$(CFLAGS)

　　target_out?=out

　　all:checkdirs

　　[Tab]$(CC)$(LDFLAGS)src/hello/hello.c-o$(target_out)/bin/

　　hello$(LDLIBS)

　　[Tab]-rm-rf$(target_out)/bin/*.gdb

　　checkdirs:

　　[Tab]mkdir-p$(target_out)/bin

　　clean:

　　[Tab]-rm-rf$(target_out)

　　通过activate.sh脚本，在不激活交叉编译环境下，在主机测试“Hello,world”这个应用。

　　在/user文件夹下，输入：

　　makeall

　　./out/bin/hello

　　为将hello.c嵌入到LinuxBuildroot里的脚本，修改mk/rootf.mak文件，必要时，使用Tab键。(粗体字表示新行开始处)：

　　...

　　user_hello:

　　[Tab]make-C$(user_dir)CROSS_COMPILE=$(CROSS_

　　COMPILE)CFLAGS=$(ROOTFS_CFLAGS)target_

　　out=$(target_out_user)

　　$(rootfs_target):$(rootfs_dir)$(target_out_busybox)/.config

　　user_hello

　　[Tab]cp-af$(rootfs_dir)/*$(target_out_romfs)

　　[Tab]cp-f$(target_out_kernel)/fs/ext2/ext2.ko$(target_out_romfs)/lib/modules

　　[Tab]cp-f$(target_out_kernel)/fs/mbcache.ko$(target_out_romfs)/lib/modules

　　[Tab]cp-f$(target_out_user)/bin/*$(target_out_romfs)/usr/bin

　　需对mk/defs.mak文件做最后修改。加入以下几行：

　　...

　　user_dir:=$(root_dir)/user

　　target_out_user:=$(target_out)/user

　　user_dir:=$(root_dir)/user

　　target_out_user:=$(target_out)/user

　　一旦在目标MCU上建成、下载并运行映像，就可在/usr/bin目录中找到该应用程序以及其它已有的应用程序。在连接到Discovery板的终端上键入“hello[回车]”，可对该应用进行测试。