linux学习-网络环境搭建

提示：文章写完后，目录可以自动生成，如何生成可参考右边的帮助文档

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前言

本文章的目的是为了让初学者学会开发板-windows-ubutun能通过网络传输文件，极大程度方便开发者进行开发工作。

一、使用网卡配置网络

1.1 网卡配置网络环境

1.1.1 windows设置

确定开发板网口连接的是哪个网卡,要是路由器上的网卡就直接通过网络适配器擦看网络的IP地址-子网掩码；要是直连网卡就通过网络适配器设置IP地址-子网掩码-默认网关。

1.1.2 vmware设置

1.1.3 ubuntu设置

1.1.4 开发板设置

二、安装网络服务

2.1 在ubuntu下安装、配置nfs

1）安装nfs指令：sudo apt-get install nfs-kernel-server
2）配置nfs挂载目录：vim /etc/exports；在脚本中添加/home/book *(rw,nohide,insecure,no_subtree_check,async,no_root_squash)；表示nfs网络服务的mnt下面 挂载了 /home/book 所有文件
3）重启nfs服务：sudo /etc/init.d/nfs-kernel-server restart
4）验证nfs服务：在ubuntu下挂载自己：sudo mount -t nfs -o nolock,vers=3 127.0.0.1:/home/book /mnt 其中127.0.0.1 为ubuntu的IP地址
5）在开发板中挂载nfs服务 mount -t nfs -o nolock,vers=3 127.0.0.1:/home/book /mnt 其中127.0.0.1 为开发板的IP地址，将ubuntu下的/home/book 挂载到开发板中，假设在book下有hello文件，
执行 cp /mnt/hello ./hello，将nfs目录下的hello文件拷贝到开发板的根目录。
6）使用 ls /mnt 查看目录有没有挂载。
7) 卸载nfs服务 umount /mnt-Point

2.2 在ubuntu下安装、配置tftp服务

1）安装tftp指令sudo apt-get install tftp-hpa tftpd-hpa
2）创建TFTP服务器工作目录，并打开TFTP服务配置文件
mkdir -p /home/book/tftpboot
sudo chmod 777 /home/book/tftpboot
sudo vim /etc/default/tftpd-hpa
在配置文件/etc/default/tftpd-hpa中，添加以下字段
TFTP_DIRECTORY=“/home/book/tftpboot”
TFTP_OPTIONS=“-l -c -s”
3）重启TFTP服务
sudo service tftpd-hpa restart
4）查看tftp服务是否在ubuntu下运行
ps -aux | grep “tftp”
5）在开发板上使用tftp命令下载文件
假设tftp服务目录内有zImage文件
tftp -g -r zImage 192.168.1.123
6）在开发板上使用tftp命令上传文件
tftp -p -l 1.txt 192.168.1.123

2.3 使用filezilla在开发板和ubuntu传文件

傻瓜式传输

三 在ubuntu下编译 开发板运行实验

3.1 开发板的第1个APP实验

3.1.1 获取程序从Git仓库驱动源码相关文件，

在Ubuntu终端上执行如下命令git clone https://e.coding.net/weidongshan/01_all_series_quickstart.git
01_all_series_quickstart
04_嵌入式Linux应用开发基础知识\source\01_hello

3.1.2 安装开发环境

1）设置交叉编译工具链
交叉编译工具链用来在Ubuntu主机上编译应用程序，而这些应用程序是在ARM等其他平台上运行。
设置交叉编译工具主要是设置PATH， ARCH和CROSS_COMPILE三个环境变量，下面介绍具体设置方法。
在本文档中，源码、交叉编译工具链都是存放于/home/book目录下；如果你的目录不一样，请自行修改本节所讲述的命令。
设置这3个环境变量有多种方法，任意选择其中一种方法即可，建议使用“永久生效”的方法。录制视频时我会使用多种开发板，所以在视频里我总是使用“临时生效”的方法
2）永久生效
vim ~/.bashrc
在行尾添加或修改，加上下面几行(第3行第4行为一行命令)
export ARCH=arm
export CROSS_COMPILE=arm-buildroot-linux-gnueabihf-
export PATH=$PATH:/home/book/100ask_imx6ull-sdk/ToolChain/arm-buildroot-linux-gnueabihf_sdk-buildroot/bin
3）设置完毕后，要执行 source ~/.bashrc 命令使其生效，这条命令是加载 这些设置的环境变量。

4）临时生效
export ARCH=arm
export CROSS_COMPILE=arm-buildroot-linux-gnueabihf-
export PATH=$PATH:/home/book/100ask_imx6ull-sdk/ToolChain/arm-buildroot-linux-gnueabihf_sdk-buildroot/bin

5）手动指定
先设置PATH环境变量，然后在make编译时指定ARCH架构 CROSS_COMPILE交叉编译工具链(执行make命令时指定的参数，只对当前命令有效；下次执行make时仍需要再次指定那些参数)
export PATH=$PATH:/home/book/100ask_imx6ull-sdk/ToolChain/arm-buildroot-linux-gnueabihf_sdk-buildroot/bin

make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-buildroot-linux-gnueabihf-
6）测试环境变量

echo $ARCH
echo $CROSS_COMPILE
7）测试编译器
arm-buildroot-linux-gnueabihf-gcc -v

3.1.3 编译程序

$ gcc -o hello hello.c
$ ./hello
Hello, world!
$ ./hello weidongshan
Hello, weidongshan!
上述命令编译得到的可执行程序hello可以在Ubuntu中运行，但是如果把它放到ARM板子上去，它是无法执行的。因为它是使用gcc编译的，是给PC机编译的，里面的机器指令是x86的。
我们要想给ARM板编译出hello程序，需要使用交叉编译工具链，比如：
$ arm-buildroot-linux-gnueabihf-gcc -o hello hello.c
这样编译出来的hello程序才可以在ARM板子上运行。
先把编译生成的 hello 文件拷贝到Ubuntu nfs服务目录下，备用：
$ cp hello /home/book/nfs_rootfs

3.1.4 上传程序到开发板并运行

开发板启动后通过nfs挂载Ubuntu目录的方式，将相应的文件拷贝到开发板上。

如果你使用的是VMware桥接方式，假设Ubuntu IP为192.168.1.100，在开发板上执行以下命令：
[root@imx6ull:~]# mount -t nfs -o nolock,vers=3 192.168.1.100:/home/book/nfs_rootfs /mnt
[root@imx6ull:~]# cp /mnt/hello ./hello

最后，执行如下操作添加可执行权限，并运行它：
[root@imx6ull:~]# chmod +x hello
[root@imx6ull:~]# ./hello

3.2开发板的第一个驱动程序

3.2.1 前提

请按前面第八章使用GIT下载源码、使用repo下载工具链，并配置了交叉编译工具链。

为什么编译驱动程序之前要先编译内核？
① 驱动程序要用到内核文件：
比如驱动程序中这样包含头文件：#include ，其中的asm是一个链接文件，指向asm-arm或asm-mips，这需要先配置、编译内核才会生成asm这个链接文件。

② 编译驱动时用的内核、开发板上运行到内核，要一致：
开发板上运行到内核是出厂时烧录的，你编译驱动时用到内核是你自己编译的，这两个内核不一致时会导致一些问题。
所以我们编译驱动程序前，要把自己编译出来到内核放到板子上去，替代原来的内核。

③ 更换板子上的内核后，板子上的其他驱动也要更换：
板子使用新编译出来的内核时，板子上原来的其他驱动也要更换为新编译出来的。

所以在编译我们自己的第1个驱动程序之前，要先编译内核、模块，并且放到板子上去

3.2.2 获取led驱动源码

从Git仓库驱动源码相关文件，在Ubuntu终端上执行如下命令。
git clone https://e.coding.net/weidongshan/01_all_series_quickstart.git
使用GIT获取到源码后，可查看本节源码所在目录,目录位置如下：
01_all_series_quickstart/05_嵌入式Linux驱动开发基础知识
/source/02_led_drv/02_led_drv_for_boards/100ask_imx6ull_src_bin

3.2.3 编译内核镜像

不同的开发板对应不同的配置文件，配置文件位于内核源码arch/arm/configs/目录
book@100ask:~/100ask_imx6ull-sdk$ cd Linux-4.9.88
book@100ask:~/100ask_imx6ull-sdk/Linux-4.9.88$ make mrproper
book@100ask:~/100ask_imx6ull-sdk/Linux-4.9.88$ make 100ask_imx6ull_defconfig
book@100ask:~/100ask_imx6ull-sdk/Linux-4.9.88$ make zImage -j4
book@100ask:~/100ask_imx6ull-sdk/Linux-4.9.88$ make dtbs
book@100ask:~/100ask_imx6ull-sdk/Linux-4.9.88$ cp arch/arm/boot/zImage ~/nfs_rootfs
book@100ask:~/100ask_imx6ull-sdk/Linux-4.9.88$ cp arch/arm/boot/dts/100ask_imx6ull-14x14.dtb ~/nfs_rootfs
编译步骤参考如下，编译完成zImage后才可编译设备树文件。
编译完成后，在arch/arm/boot目录下生成zImage内核文件, 在arch/arm/boot/dts目录下生成设备树的二进制文件100ask_imx6ull-14x14.dtb。
把这2个文件复制到/home/book/nfs_rootfs目录下备用，如下图：

3.2.4 编译安装内核模块

无论是哪个版本的IMX6ULL开发板，编译内核模块的命令是一样的。
进入内核源码目录后，就可以编译内核模块了 （注意 下述命令 = 前后没有空格）：
book@b ook-virtual-machine:~$ cd ~/100ask_imx6ull-sdk/Linux-4.9.88/
book@100ask:~/100ask_imx6ull-sdk/Linux-4.9.88$ make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-buildroot-linux-gnueabihf- modules
可以先把内核模块安装到nfs根文件系统(/home/book/nfs_rootfs为安装目录)。
注意：下面会执行tree命令，如果提示没有该命令，需要执行“sudo apt install tree”命令安装tree工具（前提是Ubuntu能上网）。
book@book-virtual-machine:~$ cd ~/100ask_imx6ull-sdk/Linux-4.9.88/
book@100ask:~/100ask_imx6ull-sdk/Linux-4.9.88$ sudo make ARCH=arm INSTALL_MOD_PATH=/home/book/nfs_rootfs modules_install

3.2.5 安装内核和模块到开发板上

假设：执行上述命令后，在Ubuntu的/home/book/nfs_rootfs目录下已经有了zImage、dtb文件，并且有lib/modules子目录(里面含有各种模块)。
下面，要把这些文件复制到开发板上。
如果你使用的是VMware桥接方式，假设Ubuntu IP为192.168.1.100，在开发板上执行以下命令：
mount -t nfs -o nolock,vers=3 192.168.1.100:/home/book/nfs_rootfs /mnt
cp /mnt/zImage /boot
cp /mnt/*.dtb /boot
cp /mnt/lib/modules /lib -rfd

最后重启开发板，它就使用新的zImage、dtb、模块了。

3.2.6 编译led模块

注意：编译驱动程序前，需要先编译内核，因为驱动程序要用到内核中的一些文件。
注意：安装驱动程序前，需要先更新内核，就是把你编译出来的zImage放到开发板上去并重启。否则安装你新编译的驱动时，内核会提示如下错误：你的驱动会污染(taint)内核，版本不匹配不允许使用某些函数。
注意：我们推荐参考《第二篇 第十章10.3编译内核镜像》编译内核，所以你要复制的是/home/book/100ask_imx6ull-sdk/Linux-4.9.88/arch/arm/boot/zImage。
注意：如果要使用Buildroot目录中这个output/images/zImage文件时，驱动程序Makefile中要指定KERN_DIR为如下目录：
KERN_DIR = /home/book/100ask_imx6ull-sdk/Buildroot_2019.02/output/build/linux-origin_master
修改完内核所在目录后，就可以编译led模块驱动了，如下图 红框1 所示，执行 make all命令就可以编译,编译完成后会生成 100ask_led.ko ledtest 两个文件。
此时，我们可以把这两个文件拷贝到 Ubuntu nfs服务 目录下，备用：
cp 100ask_led.ko ledtest ~/nfs_rootfs

3.2.7 开发板安装驱动模块

1）下载编译好的内核镜像和驱动模块到开发板
开发板启动后通过nfs挂载Ubuntu目录的方式，将相应的文件拷贝到开发板内。
如果你使用的是VMware桥接方式，假设Ubuntu IP为192.168.1.100，在开发板上执行以下命令：
[root@imx6ull:~]# mount -t nfs -o nolock,vers=3 192.168.1.100:/home/book/nfs_rootfs /mnt
[root@imx6ull:~]# cp /mnt/100ask_led.ko ./
[root@imx6ull:~]# cp /mnt/ledtest

2）关闭系统默认cpu状态灯
可能开发板上的led灯已被设置为 CPU状态灯(可以看到绿色LED在闪)，我们需要将其关闭，才可以使用我们的驱动对其进行操作，关闭方法如下所示：
[root@imx6ull:~]# echo none > /sys/class/leds/cpu/trigger
我们后面出厂的开发板，已经把CPU状态灯禁止了，所以上述命令可能出错：这没影响。
3）安装驱动模块
在开发板串口终端上执行如下命令，即可安装相应的驱动模块。
[root@imx6ull:~]# insmod 100ask_led.ko
安装完成后可以执行lsmod 命令来查看是否安装成功。

3.2.8 执行测试程序

执行测试程序
驱动模块安装成功后，执行先前编译好的测试程序，来控制led灯的状态，如下图所示，操作led灯时可同时观察开发板串口旁的灯是否有亮灭的变化。
[root@imx6ull:~]# chmod +x ./ledtest
[root@imx6ull:~]# ./ledtest
Usage: ./ledtest
[root@imx6ull:~]# ./ledtest /dev/100ask_led0 on //打开led0灯
[root@imx6ull:~]# ./ledtest /dev/100ask_led0 off //关闭led0灯

3.3 编写第一个裸机程序

3.3.1 获取led程序源码

从Git仓库驱动源码相关文件，在Ubuntu终端上执行如下命令。
git clone https://e.coding.net/weidongshan/01_all_series_quickstart.git
代码获取示意图如下所示。

3.3.2 安装开发环境

比如设置交叉编译工具链时，要先确定Ubuntu上有这个目录：
/home/book/100ask_imx6ull-sdk/ToolChain/gcc-linaro-6.2.1-2016.11-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin
然后执行以下命令：
export ARCH=arm
export CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-
export PATH=$PATH:/home/book/100ask_imx6ull-sdk/ToolChain/gcc-linaro-6.2.1-2016.11-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin

3.3.3 编译led裸机程序

1）序的编译需要在Ubuntu下进行，所以：
① 如果你是在Windows上下载源码，先用FileZilla把windows下的4_led目录上传到Ubuntu中
② 如果你是在Ubuntu下使用git命令下载源码，那就更方便了，在Ubuntu下可以直接访问源码
③ 进入Ubuntu中4_led目录
④ 最后在Ubuntu中4_led目录下执行make命令即可生成led.imx、led.img
2）把编译好的程序传回Windows
编译完成后，我们需要把相应的文件拷贝到windwos下进行烧写执行，可以使用Filezilla 工具从Ubuntu传文件到Windows，操作如下图所示：
下载完成后，我们就可以参考后面章节进行烧写测试了。
注意：建议在Ubuntu中目录名不要含空格。从git下载源码后目录名可能太长，你可以修改目录名。
注意：执行make命令后会编译程序、制作映象文件，具体过程以后介绍，这不是本章关注的内容。

3.3.4 烧写程序并运行

参考后面《第10篇 裸机开发》里《第三章 IMX6ULL启动流程》的《 映像文件烧写、运行》。