在sdram中运行的linux内核和文件系统烧写到flash中的方法

转载自：https://blog.csdn.net/charistain_huang/article/details/5791739

参考：https://blog.csdn.net/a1010256340/article/details/83088870

该文章因为实在没法看，也没个分行。所以为了便于学习理解，将该文章通过自己的理解重新翻译下。红色部分为了强调突出便于观看。是搞Linux系统需要记得一些命令和理解。

以下是将能在sdram中运行的linux内核和文件系统烧写到flash中的方法！

从内部rom启动后，加载loader.bin和uboot.bin（重新编译的）

发送boot.bin ：在提示符下我们输入如下命令

Uboot> loadb 20000000

将boot.bin上传到0x20000000的sdram地址。

Uboot> cp.b 20000000 10000000 ffff

将boot.bin烧写到0x10000000的flash地址。

发送u-boot.bin.gz：在提示符下我们输入如下命令

Uboot> loadb 20000000

将u-boot.bin.gz上传到0x20000000的sdram地址。

Uboot> cp.b 20000000 10020000 ffff

将u-boot.bin.gz烧写到0x10020000的flash地址。

(说明：这里需要将boot的原始码中的0x10010000修改为0x10020000，再重新编译生成boot.bin！)

登陆linux服务器后：

[tank@redhat9 tank]$ cd AT91RM9200-U-Boot/

[tank@redhat9 AT91RM9200-U-Boot]$ ls （列出了该文件夹下所有的文件）

arm_config.mk drivers MAINTAINERS tmp uboot.PFI board dtt MAKEALL tools uboot.PO CHANGELOG examples Makefile u-boot uboot.PR common fs mips_config.mk u-boot1.gz uboot.PRI config.mk i386_config.mk mkconfig u-boot.bin uboot.PS COPYING include net u-boot.bin.gz uboot.SearchResults cpu lib_arm post uboot.IAB u-boot.srec CREDITS lib_generic ppc_config.mk uboot.IAD uboot.WK3 CVS lib_i386 README uboot.IMB disk lib_mips rtc uboot.IMD doc lib_ppc System.map u-boot.map

[tank@redhat9 AT91RM9200-U-Boot]$ cd tools

[tank@redhat9 tools]$ ls

bddb CVS environment.c img2srec Makefile.win32 updater bmp_logo easylogo environment.o img2srec.c mkimage zImage bmp_logo.c env gdb img2srec.o mkimage.c tdramdisk.gz bmp_logo.o envcrc gen_eth_addr inca-swap-bytes.c mkimage.o crc32.c envcrc.c gen_eth_addr.c logos scripts crc32.o envcrc.o gen_eth_addr.o Makefile uImage

把内核镜象文件zImage（能在sdram中运行的）（查找什么是内核镜像。出来了内核映像的概念，以下是内核映像的说法。

Linux内核在PC上以文件的形式存在（保存成磁盘文件形式），就是所谓的“映像文件”。Linux内核映像文件最终是要烧录到目标板的flash中。
Linux 内核映像文件有两种：一种是非压缩版本，叫Image；另一种是它的压缩版本，叫zImage。zImage是Image经过压缩形成的，所以它的大小比Image小。为了能使用zImage这个压缩版本，必须在它的开头加上解压缩的代码，将zImage 解压缩之后才能执行，因此它的执行速度比Image要慢。但考虑到嵌入式系统的存储空容量一般都比较小，内核要常驻内存，采用zImage可以占用较少的存储空间，因此牺牲一点性能上的代价也是值得的，所以一般嵌入式系统均采用压缩的内核映像文件，即zImage。
zImage是ARM Linux常用的一种压缩映像文件，uImage是U-boot专用的映像文件，它是在zImage之前加上一个长度为0x40的“头”，说明这个映像文件的类型、加载位置、生成时间、大小等信息。换句话说，如果直接从uImage的0x40位置开始执行，zImage和uImage没有任何区别。另外，Linux2.4内核不支持uImage，Linux2.6内核加入了很多对嵌入式系统的支持，但是uImage的生成也需要设置。）拷贝到这个tools目录下后，再执行如下命令（注意参数大小写）：

[tank@redhat9 tools]$ ./mkimage -A arm -O linux -T kernel -C none -a 0x20008000 -e 0x20008000 -n "linux2.4.19-rmk7" -d zImage uImage

提示信息： Image Name: linux2.4.19-rmk7 Created: Fri Jun 17 13:41:08 2005 Image Type: ARM Linux Kernel Image (uncompressed)

Data Size: 523504 Bytes = 511.23 kB = 0.50 MB Load Address: 0x20008000 Entry Point: 0x20008000

把根文件系统tdramdisk.gz（能在sdram中运行的）拷贝到这个tools目录下后，再执行如下命令（注意参数大小写）： [tank@redhat9 tools]$ ./mkimage -A arm -O linux -T RAMDisk -C gzip -a 0x21000000 -e 0x21000000 -n "ramdisk file sysytem" -d tdramdisk.gz tdramdisk

提示信息： Image Name: ramdisk file system Created: Thu Jul 14 11:40:36 2005 Image Type: ARM Linux RAMDisk Image (gzip compressed)

Data Size: 5249216 Bytes = 5126.19 kB = 5.01 MB Load Address: 0x21000000 Entry Point: 0x21000000

这样就生成了要烧写到flash上的内核镜象文件uImage和根文件系统tdramdisk。

具体烧到flash中的地址自己根据内核大小(0x10030000开始)和根文件系统大小确定。

setenv（对于setenv命令的解释：Linux setenv命令用于查询或显示环境变量。setenv为tsch中查询或设置环境变量的指令。

）以下这些环境变量：

只要是擦除，修改环境变量，先打开flash写保护

protect off all setenv ethaddr 12:12:12:12:12:12 //0～f字符随意

setenv bootdelay 3 //默认为3秒

setenv loadaddr 21000000 //下载到SDRAM中的地址

setenv netmask 255.255.255.0 //默认存在

setenv ipaddr 192.168.0.112 //目标板ip地址

setenv serverip 192.168.0.111 //pc机ip地址

setenv bootcmd bootm 0x10030000 0x100e0000 //内核、文件系统的烧写地址

saveenv //保存环境变量 （setenv 是Set environment的缩写）

protect on all 保存环境变量后，能用printenv查看环境变量。

再将之前编译的内核镜象文件uImage和根文件系统tdramdisk，烧写固化到flash中。

能通过tftp的方式先将uImage和tdramdisk上传到sdram中，再进行烧写。

即： Uboot> protect off all Uboot> erase 0x10030000 0x107fffff //从0x10030000到8MB

Uboot> tftp 20000000 uImage

Uboot> cp.b 20000000 10030000 bffff //64kB*12，大约用时3分钟

Uboot> tftp 20000000 tdramdisk

Uboot> cp.b 20000000 100e0000 5fffff //6MB，大约用时20分钟左右

Uboot> protect on all //此处flash烧写地址应和上面设置一致 然后从就能从flash启动uboot并直接加载运行linux。

下面一堆我猜测是烧写过程显示的结果，或者烧写后启动系统自动打印的结果，有点看不懂，所以没断开。

boot 1.0 (May 31 2005 - 20:27:47) Uncompressing image... U-Boot 0.3.2 (Jun 5 2005 - 18:52:28) U-Boot code: 21F00000 -> 21F133EC BSS: -> 21F16E98 DRAM Configuration: Bank #0: 20000000 32 MB Spansion: S29GL064M90TAIR7 (64Mbit) flash_nb_blocks= 1 Flash: 8 MB Hit any key to stop autoboot: 0

[RUN_COMMAND] cmd[21f1ef0e]="bootm 0x10030000 0x100e0000"

[PROCESS_SEPARATORS] bootm 0x10030000 0x100e0000 token: "bootm 0x10030000 0x100e0000" [PROCESS_MACROS] INPUT len 27: "bootm 0x10030000 0x100e0000"

[PROCESS_MACROS] OUTPUT len 27: "bootm 0x10030000 0x100e0000" parse_line: "bootm 0x10030000 0x100e0000" parse_line: nargs=3 starting run command...go into do_bootm ## Booting image at 10030000 ... count=40 dest=21f15a50,src=10030000 dest > src Image Name: linux2.4.19-rmk7 Image Type: ARM Linux Kernel Image (uncompressed) Data Size: 670000 Bytes = 654.3 kB Load Address: 20008000 Entry Point: 20008000

Verifying Checksum ... OK count=a3930 dest=20008000,src=10030040 dest > srcOK ## Loading Ramdisk Image at 100e0000 ... Image Name: ramdisk file system Image Type: ARM Linux RAMDisk Image (gzip compressed) Data Size: 5249216 Bytes = 5 MB Load Address: 21000000 Entry Point: 21000000 Verifying Checksum ... OK count=5018c0 dest=21000000,src=100e0040 dest > src ## Transferring control to Linux (at address 20008000) ... Starting kernel ... Uncompressing Linux...................................... done, booting the kern el. Linux version 2.4.19-rmk7 (tank@redhat9) (gcc version 2.95.3 20010315 (release)) #3 六 6月 11 17:37:07 CST 2005 CPU: Arm920Tid(wb) revision 0 Machine: ATMEL AT91RM9200 Warning: bad configuration page, trying to continue On node 0 totalpages: 8192 zone(0): 8192 pages. zone(1): 0 pages. zone(2): 0 pages. Kernel command line: mem=32M console=ttyS0,115200 initrd=0x21000000,0x800000 roo t=/dev/ram rw init=/linuxsrc Calibrating delay loop... 89.70 BogoMIPS Memory: 32MB = 32MB total Memory: 22948KB available (984K code, 200K data, 52K init) Dentry cache hash table entries: 4096 (order: 3, 32768 bytes) Inode cache hash table entries: 2048 (order: 2, 16384 bytes) Mount-cache hash table entries: 512 (order: 0, 4096 bytes) Buffer-cache hash table entries: 1024 (order: 0, 4096 bytes) Page-cache hash table entries: 8192 (order: 3, 32768 bytes) POSIX conformance testing by UNIFIX Linux NET4.0 for Linux 2.4 Based upon Swansea University Computer Society NET3.039 Initializing RT netlink socket Starting kswapd devfs: v1.12a (20020514) Richard Gooch ([email protected]) devfs: boot_options: 0x1 RAMDISK driver initialized: 16 RAM disks of 32768K size 1024 blocksize physmap flash device: 800000 at 10000000 Amd/Fujitsu Extended Query Table v1.3 at 0x0040 number of CFI chips: 1 cfi_cmdset_0002: Disabling fast programming due to code brokenness. usb.c: registered new driver hub ttyS%d0 at MEM 0xfefff200 (irq = 1) is a AT91_SERIAL ttyS%d1 at MEM 0xfefc4000 (irq = 7) is a AT91_SERIAL eth0: Link now 100-FullDuplex eth0: AT91 ethernet at 0xfefbc000 int=24 100-FullDuplex (12:12:12:12:12:12) AT91 Watchdog Timer enabled (5 seconds) AT91 Real Time Clock driver usb-ohci.c: USB OHCI at membase 0xc3006000, IRQ 23 usb.c: new USB bus registered, assigned bus number 1 hub.c: USB hub found hub.c: 2 ports detected i2c-dev.o: Registered ’AT91RM9200’ as minor 0 Found AT91 i2c AT91 SPI driver loaded NET4: Linux TCP/IP 1.0 for NET4.0 IP Protocols: ICMP, UDP, TCP IP: routing cache hash table of 512 buckets, 4Kbytes TCP: Hash tables configured (established 2048 bind 2048) NET4: Unix domain sockets 1.0/SMP for Linux NET4.0. NetWinder Floating Point Emulator V0.95 (c) 1998-1999 Rebel.com RAMDISK: Compressed image found at block 0 Freeing initrd memory: 8192K VFS: Mounted root (ext2 filesystem). Mounted devfs on /dev Freeing init memory: 52K Initializing random number generator... done. Starting network... hub.c: USB new device connect on bus1/2, assigned device number 2 usb.c: USB device not accepting new address=2 (error=-110) run-parts: failed to open directory /etc/network/if-pre-up.d: No such file or di rectory hub.c: USB new device connect on bus1/2, assigned device number 3 usb.c: USB device not accepting new address=3 (error=-110) Starting system logger: syslogd Starting INET services: inetd Starting mouse Starting tty Starting console mouse services: gpmgpm: oops() invoked from gpn.c(132) loadlut: is your kernel compiled with CONFIG_SELECTION on?: Invalid argument Starting rtc INIT: Id "1" respawning too fast: disabled for 5 minutes

这是启动后正常进入的一些小命令了。

AT91RM9200DK login: root                                                  //登录输入用户名

[root@AT91RM9200DK /root]$cd /                                      //进入到根目录下

[root@AT91RM9200DK /]$ls                                               //列出该文件夹下有什么文件

var usr tmp sbin root rd proc mnt lost+found lib home etc dev bin drivers   

[root@AT91RM9200DK /]$cd drivers/                                 //进入到drivers文件夹下

[root@AT91RM9200DK /drivers]$ls                                    //列出该文件夹下有什么文件

485 ad can da ioin ioout lcd pwm keysegment led hello testusb

[root@AT91RM9200DK /drivers]$cd lcd                             //进入到lcd文件夹下

[root@AT91RM9200DK lcd]$ls                                           //列出该文件夹下有什么文件

lcd.o testlcd.o

[root@AT91RM9200DK lcd]$insmod lcd.o            //insmod : insert module 加载模块、插入模块 这些可以载入的模块一般都是设备驱动程序  具体命令含义见后面

[root@AT91RM9200DK lcd]$mknod /dev/lcd c 219 0       //mknod命令用于创建Linux中的字符设备文件和块设备文件。 具体参见下方。

[root@AT91RM9200DK lcd]$./testlcd.o                                   //执行该文件

[root@AT91RM9200DK lcd]$

linux mknod命令解析

个人觉得linux的软件设计思想异常强大，比如把所有的设备都当做文件来处理，大大简化了程序员的负担，向提出这个思想的大神s致敬！！

先来看看linux系统中设备管理的基本知识：  我们的linux操作系统跟外部设备（如磁盘、光盘等）的通信都是通过设备文件进行的，应用程序可以打开、关闭、读写这些设备文件，从而对设备进行读写，这种操作就像读写普通的文件一样easy。linux为不同种类的设备文件提供了相同的接口，比如read(),write(),open(),close()。

所以在系统与设备通信之前，系统首先要建立一个设备文件，这个设备文件存放在/dev目录下。其实系统默认情况下就已经生成了很多设备文件，但有时候我们需要自己手动新建一些设备文件，这个时候就会用到像mkdir, mknod这样的命令。

mknod 的标准形式为:       mknod DEVNAME {b | c}  MAJOR  MINOR

1，DEVNAME是要创建的设备文件名，如果想将设备文件放在一个特定的文件夹下，就需要先用mkdir在dev目录下新建一个目录；

2， b和c 分别表示块设备和字符设备：b表示系统从块设备中读取数据的时候，直接从内存的buffer中读取数据，而不经过磁盘；c表示字符设备文件与设备传送数据的时候是以字符的形式传送，一次传送一个字符，比如打印机、终端都是以字符的形式传送数据；

3，MAJOR和MINOR分别表示主设备号和次设备号：为了管理设备，系统为每个设备分配一个编号，一个设备号由主设备号和次设备号组成。主设备号标示某一种类的设备，次设备号用来区分同一类型的设备。linux操作系统中为设备文件编号分配了32位无符号整数，其中前12位是主设备号，后20位为次设备号，所以在向系统申请设备文件时主设备号不好超过4095，次设备号不好超过2^20 -1。

下面，我们就可以用mknod命令来申请设备文件了。

mkdir -p  /dev/cobing

mknod /dev/cobing/mydev1 c 128 512

 

Linux将设备分为最基本的两大类：一类是字符设备，另一类是块设备。字符设备和块设备的主要区别是：在对字符设备发出读/写请求时，实际的硬件I/O一般就紧接着发生了。字符设备以单个字节为单位进行顺序读写操作，通常不使用缓冲技术；块设备则是以固定大小的数据块进行存储和读写的，如硬盘、软盘等，并利用一块系统内存作为缓冲区。为提高效率，系统对于块设备的读写提供了缓存机制，由于涉及缓冲区管理、调度和同步等问题，实现起来比字符设备复杂得多。LCD是以字符设备方式加以访问和管理的，Linux把显示驱动看做字符设备，把要显示的数据一字节一字节地送往LCD驱动器。

帧缓冲区是出现在Linux 2.2.xx及以后版本内核当中的一种驱动程序接口，这种接口将显示设备抽象为帧缓冲区设备区。帧缓冲区为图像硬件设备提供了一种抽象化处理，它代表了一些视频硬件设备,允许应用软件通过定义明确的界面来访问图像硬件设备。这样软件无须了解任何涉及硬件底层驱动的东西（如硬件寄存器）。它允许上层应用程序在图形模式下直接对显示缓冲区进行读写和I/O控制等操作。通过专门的设备节点可对该设备进行访问，如/dev/fb*。用户可以将它看成是显示内存的一个映像，将其映射到进程地址空间之后，就可以进行读写操作，而读写操作可以反映到LCD。

 帧缓冲设备对应的设备文件是/dev/fb*。如果系统有多个显卡，Linux还支持多个帧缓冲设备，最多可达32个，即/dev/fb0～/dev/fb31。而/dev/fb则指向当前的帧缓冲设备，通常情况下，默认的帧缓冲设备为/dev/fb0。 帧缓冲设备也属于字符设备，采用“文件层-驱动层”的接口方式。