基于ATMEL AT91RM9200的嵌入式Linux移植笔记

先谈一下对于嵌入式开发流程和嵌入式开发环境拓扑结构的认识。

刚开始比较盲目，看得书也不多，现在才算是大体上有了些了解。从开发产品的角度简单的描述如下：

一、嵌入式开发流程简介
假设我们现在进行一项嵌入式开产品的开发，比如说智能电力系统终端，那么我想首先应该对完整的开发流程有一个大致的了解，才不致于在以后的工作中被动。下面对嵌入式linux开发简单的介绍一下。
1、系统的需求分析
2、硬件平台的选择和设计
3、软件开发
（3-1）建立开发环境。
（3-2）引导装载程序。
（3-3）内核裁减与编译。
（3-4）建立文件系统。

二、嵌入式开发环境拓扑结构简介
嵌入式开发环境一般由：宿主机（Linux Server）、工作站、嵌入式目标系统（target board)和将它们连在一起的网络环境。
1、linux server：嵌入式linux内核编译、应用程序编译的公共平台，有单独的一台pc机充当，安装标准的linux操作系统，比如redhat，debian等等。
2、工作站：为普通局域网计算机，以支持小组项目开发。工作站一般安装windows，需要linux服务器时，可以从工作站远程登陆到linux server。
3、target board：这是需要开发的最终产品，可以根据需要与工作站连接（通常通过串口或者usb接口），或连至局域网。
4、工作站需要安装ftp客户端（cuteftp、flashfxp等）和telnet客户端程序（secureCRT等），linux服务器应该开通ftp和telnet服务，还有ssh。
综 述过程：开发人员在一台工作站进行操作，通过远程登陆的方式操作linux server，并且使用ftp在linux server和工作站进行文件传输，同时target board需要与网络连接，其串口与工作站的RS232接口连接。使用工作站上的超级终端作为嵌入式目标系统输入/输出端。

对于开发流程有了一定的了解后就有了目标，这样才能够不是太郁闷。

我的开发环境：Windows XP SP2＋VMWARE＋RedHat 9.0

首先规划一下，我先建立了一个用户armlinux，我的全部工作都是在这个用户根目录下完成。

$pwd

/home/armlinux

$mkdir bootloader debug images software source kernel rootfiles sysapps tmp tools program

$ls

bootloader images program    software sysapps tools
debug       kernel rootfiles source    tmp

然后建立环境变量，直接在.bash_profile中改就可以了。

# .bash_profile

# Get the aliases and functions
if [ -f ~/.bashrc ]; then
        . ~/.bashrc
fi

# User specific environment and startup programs
export TARGET=arm-linux
export PRJROOT=/home/armlinux
export PREFIX=${PRJROOT}/tools
export TARGET_PREFIX=${PREFIX}/${TARGET}
export PATH=$PATH:$HOME/bin:$PREFIX/bin:/sbin:/usr/sbin:/usr/local/sbin

unset USERNAME

这样在下一次进入此用户时，环境变量就生效了。如果想立刻生效，那么可以用下面的命令：$source .bash_profile。这种方法可以使这些环境变量在进入用户armlinux后就会成效，比较方便。

三、建立交叉编译环境

这一步工作我已经很顺利的完成了。刚开始时，手动建立交叉编译工具链，很困难，出现了很多问题，幸亏网上有不少 的资料可以参考。关于手动建立交叉编译工具链的过程我已经做了总结，放到blog上了。现在可以获得已经编译好的工具链，这样比较方便些，毕竟几个小时的 手动建立过程太繁琐，太容易出错了。

3.1 获取交叉编译工具链

网站： http://www.arm.linux.org.uk

在linux server上以ftp方式登陆：

#ftp ftp.arm.linux.org.uk

这是系统提示输入用户名和密码，不要随便输，那样可能会连接失败。该ftp站点是允许匿名访问的，所以你可以用下面的用户名：anonymous登陆，密码无，直接回车就可以了。

进入后执行：

ftp>cd pub/armlinux/toolchain/

ftp>bin

ftp>get cross-2.95.3.tar.bz2

ftp>get cross-3.0.tar.bz2

ftp>get cross-3.2.tar.bz2

ftp>get README

ftp>bye

Linux 2.4.xx及其以下的内核源码用2.95.3的交叉编译器来编译就可以了；而2.6.xx的内核源码一般要用到cross-3.x以上的版本来编译。所 以我全都下载下来了，备用。要想用更新的版本，则可以到网站ftp：//ftp.handhelds.org/projects/toolchain下 载，这里可以下在到cross－3.3.2和cross－3.4.1，默认路径是/usr/local/arm/<版本号>。

从手动编译就可以知道，根据环境变量PREFIX指定了安装

This works for both gcc-2.95.3 and gcc-3.0.

How to install:

cd /usr/local
mkdir arm
cd arm
tar Ixvf cross-<version>.tar.bz2

Add /usr/local/arm/<version>/bin to your path to use the cross compiler.

在Linux下面要养成看README、INSTALL文件的习惯，虽然是英文，但是写得都比较具体，比较简洁，没有很困难的。

明确了方法就比较简单了。

#mkdir /usr/local/arm

#cd /usr/local/arm

#tar jxvf cross-2.95.3.tar.bz2

然后添加路径：

$cd

$ls -a

$vi .bash_profile

# .bash_profile

# Get the aliases and functions
if [ -f ~/.bashrc ]; then
        . ~/.bashrc
fi

# User specific environment and startup programs
export TARGET=arm-linux
export PRJROOT=/home/armlinux
export PREFIX=${PRJROOT}/tools
export TARGET_PREFIX=${PREFIX}/${TARGET}
export PATH=$PATH:$HOME/bin:$PREFIX/bin:/usr/local/arm/2.95.3/bin:/sbin:/usr/sbin:/usr/local/sbin

unset USERNAME

看见红色的行就是修改好的。只需要把你的路径添加到后面就可以了。

这样可以验证一下了。

验证：

$cd

$cd program

$vi hello.c

-------------------------------------------

#include <stdio.h>

int main()
{
        int i;
        for(i=1;i<9;i++)
                printf("Hello World %d times!\n",i);
}

--------------------------------------------

保存后退出。

$arm-linux-gcc hello.c -o hello-arm

$file hello-arm

hello-arm: ELF 32-bit LSB executable, ARM, version 1 (ARM), for GNU/Linux 2.0.0, dynamically linked (uses shared libs), not stripped

这就说明生成的hello-arm是可以工作在ARM平台上的，也证明了你的交叉编译工具链是有效并且可用的。

在下载的2.95.3的工具链中没有包含调试工具gdb和目标板的gdbserver。在这里一起搭建好。

首先从 ftp://ftp.gnu.org/gnu/gdb 中获得gdb套件。解压缩关于路径就不多说了。

$cd

$cd debug

$mkdir build-gdb build-gdbserver

$cd

$cd software

$../source/gdb-5.2.1/configure --target=$TARGET --prefix=$PREFIX

$make

$make install

这样就可以顺利的完成gdb－5.2.1的安装了。

要想对目标板进行交叉编译，gdb显得太大了些，所以需要gdbserver。下面建立gdbserver。

$cd

$cd debug/build-gdbserver

$chmod +x http://www.cnblogs.com/software/gdb-5.2.1/gdb/gdbserver/configure

$CC=arm-linux-gcc http://www.cnblogs.com/software/gdb-5.2.1/gdb/gdbserver/configure --host=$TARGET --prefix=$TARGET_PREFIX

$make

$make install

n=`echo gdbserver | sed 's,x,x,'`; \
if [ x$n = x ]; then n=gdbserver; else true; fi; \
/usr/bin/install -c gdbserver /home/armlinux/tools/arm-linux/bin/$n; \
/usr/bin/install -c -m 644 http://www.cnblogs.com/software/gdb-5.2.1/gdb/gdbserver/gdbserver.1 /home/armlinux/tools/arm-linux/man/man1/$n.1
/usr/bin/install: 无法创建一般文件‘/home/armlinux/tools/arm-linux/bin/gdbserver’: 没有那个文件或目录
/usr/bin/install: 无法创建一般文件‘/home/armlinux/tools/arm-linux/man/man1/gdbserver.1’: 没有那个文件或目录
make: *** [install-only] Error 1

此处错误不难理解，主要是因为交叉编译工具放到/usr/local/arm里面了。前面的安装目录tools里面缺少几个文件夹，只需要建立就可以了。

$cd $PRJROOT/tools

$mkdir arm-linux

$cd arm-linux

$mkdir bin man

$cd man

$mkdir man1

$cd $PRJROOT/debug/build-gdbserver

$make install

这样就没有问题了，当然也可以修改makefile，但是自己还没有学好shell语言，所以采取上述方法解决了。这样首先用strip处理一下，目的是gdbserver不需要附带上调试的信息，把它们都剥离去就是了。

$arm-linux-strip $TARGET_PREFIX/bin/gdbserver

$ls -l $TARGET_PREFIX/bin/

总用量 24
-rwxr-xr-x    1 armlinux armlinux    23132 8月 10 11:33 gdbserver

也就是说，gdbserver经过strip处理之后还剩下23KB多一点，已经挺小了，适合目标板了。

附：

在CU论坛上看到tree工具可以查看目录树，觉得不错。也想要安装一个。

$cd

$cd source

$ftp mama.indstate.edu
Connected to mama.indstate.edu (139.102.70.201).
220 ProFTPD 1.3.0 Server (ProFTPD Default Installation) [139.102.70.201]
Name (mama.indstate.edu:armlinux): anonymous
331 Anonymous login ok, send your complete email address as your password.
Password:
230 Anonymous access granted, restrictions apply.
Remote system type is UNIX.
Using binary mode to transfer files.
ftp> cd linux/tree
250 CWD command successful
ftp> ls
227 Entering Passive Mode (139,102,70,201,149,53).
150 Opening ASCII mode data connection for file list
drwxr-xr-x   2 root     root         4096 Jun 4 2001 binary
drwxr-xr-x   2 root     root         4096 May 19 1999 slack
-rw-r--r--   1 root     root          406 Oct 11 1996 tree-1.1.lsm
-rw-r--r--   1 root     root        13135 Oct 11 1996 tree-1.1.tgz
-rw-r--r--   1 root     root          405 Jan 6 1997 tree-1.2.lsm
-rw-r--r--   1 root     root        16362 Jan 6 1997 tree-1.2.tgz
-rw-r--r--   1 root     root          436 Feb 21 2002 tree-1.3.lsm
-rw-r--r--   1 root     root        25060 Feb 21 2002 tree-1.3.tgz
-rw-r--r--   1 root     root          432 Feb 21 2002 tree-1.4b1.lsm
-rw-r--r--   1 root     root        27536 Feb 21 2002 tree-1.4b1.tgz
-rw-r--r--   1 root     root        27891 Mar 25 2002 tree-1.4b2.tgz
-rw-r--r--   1 root     root          432 Jun 18 2003 tree-1.4b3.lsm
-rw-r--r--   1 root     root        29366 Feb 6 2003 tree-1.4b3.tgz
-rw-r--r--   1 root     root          466 Aug 20 2004 tree-1.5.0.lsm
-rw-r--r--   1 root     root        26543 Aug 16 2004 tree-1.5.0.tgz
226 Transfer complete.
ftp> get tree-1.5.0.tgz

ftp> bye

221 Goodbye.

$mv tree-1.5.0.tgz tree-1.5.0.tar.gz

$cd ../software

$tar xvzf ../source/tree-1.5.0.tar.gz

$make

$make install

然后就可以了，安装路径查看makefile文件知道在/usr/local/bin，也可以用which查看。现在可以用tree命令来查看一下自己的目录结构了。

示例：

$cd

$tree -L 1     //显示一级目录，当然也可以显示二级目录了。

.
|-- bootloader
|-- debug
|-- images
|-- kernel
|-- program
|-- rootfiles
|-- software
|-- source
|-- sysapps
|-- tmp
`-- tools

这样对自己的组织比较好。等用tree熟悉了，在补充它的用法。

四、引导装载程序bootloader

因为u－boot的功能比较强大，所以选择了u－boot。这几天想先研究研究它的代码，好好分析一下启动过程。原来做过一次，不过是利用原来开发板做好的，熟悉过程是可以，但是不明白原理仍然不行。这次要学习掌握原理部分。