### Linux系统移植知识点详解 #### 一、系统移植概述 **Linux系统移植**是指将Linux操作系统从一个硬件平台转移到另一个不同的硬件平台上，并确保其能够正常运行的过程。这通常涉及到对内核、Bootloader（引导加载程序）、文件系统以及其他相关软件进行适配与优化。 #### 二、硬件与软件环境 ##### 1. **硬件环境** - **主机硬件环境**：指的是进行Linux系统移植工作的计算机硬件环境。通常包括足够的处理器性能、内存大小以及存储空间等。 - **目标板硬件环境**：指的是将要移植Linux系统的嵌入式设备或计算机硬件平台。需要了解其处理器类型、内存大小、外设接口等信息。 ##### 2. **软件环境** - **主机软件环境**： - **Windows操作系统**：用于支持交叉编译环境下的开发工具安装与配置。 - **Linux操作系统**：作为开发主机时的主要操作系统，用于交叉编译工具链的构建与使用。 - **目标板最后运行的环境**：即目标硬件平台上的软件环境，包括内核版本、文件系统等。 - **Linux下工作用户及环境**： - **交叉工具的安装**：包括交叉编译器、链接器等工具的安装与配置。 - **u-boot移植工作目录**：用于存放u-boot源代码、配置文件等。 - **内核及应用程序移植工作**：涉及内核源代码、应用程序的编译与测试等。 - **配置系统服务**： - **tftp服务器的配置**：用于在目标板上启动时通过TFTP协议下载内核镜像等文件。 - **其他服务**：如串口通信服务等，以便于调试与监控。 #### 三、工具介绍与使用 ##### 1. **工具介绍** - **ADS命令行命令介绍**： - **armasm**：ARM汇编器。 - **armcc/armcpp**：ARM C/C++编译器。 - **armlink**：ARM链接器。 - **GNU交叉工具链**： - **设置环境变量**：如PATH等。 - **准备源码及相关补丁**： - **binuils**：二进制工具集。 - **gcc**：GNU编译器集合。 - **glibc**：GNU C库。 - **linuxkernel**：Linux内核源代码。 - **编译过程**：包括binutils、gcc、glibc等多个阶段。 - **u-boot的移植**： - **u-boot介绍及系统结构**：u-boot是一款开源的Bootloader，适用于多种嵌入式设备。 - **u-boot体系结构**：包括目录结构、启动过程等。 - **u-boot的启动过程及工作原理**：分为两个阶段，分别使用汇编语言和C语言实现。 - **u-boot的移植过程**：涉及Makefile修改、配置文件创建等步骤。 #### 四、具体技术细节 ##### 1. **Bootloader的编写(ADS)** - **基本原理**： - **可执行文件组成及内存映射**：包括程序的加载过程、内存布局等。 - **启动过程**：分为汇编部分和C语言部分。 - **源代码说明**： - **汇编源代码说明**：解释了汇编语言中的关键指令及其作用。 - **C语言源代码说明**：讲解了C语言部分的实现逻辑。 - **AXD的使用**： - **配置仿真器**：设置与目标硬件平台的连接参数。 - **启动AXD配置开发板**：用于调试和监控Bootloader的运行状态。 ##### 2. **GNU交叉工具链** - **设置环境变量**：配置交叉编译环境。 - **编译过程**：包括binutils、gcc、glibc等多个阶段。 - **常用工具介绍**： - **arm-linux-gcc的使用**：进行C/C++源代码的编译。 - **arm-linux-ar和arm-linux-ranlib的使用**：处理静态库文件。 - **arm-linux-objdump的使用**：反汇编二进制文件。 - **arm-linux-readelf的使用**：查看ELF文件格式信息。 - **arm-linux-copydump的使用**：复制调试信息。 - **ARM GNU常用汇编语言介绍**： - **伪指令介绍**：如数据定义、地址计算等。 - **专有符号**：表示特定含义的符号。 - **操作码**：执行特定功能的机器指令。 - **可执行生成说明**： - **lds文件说明**：定义了程序的内存布局。 - **主要符号说明**：如入口点等。 - **段定义说明**：指定了不同类型的程序段如何放置在内存中。 #### 五、u-boot移植 ##### 1. **u-boot移植过程** - **环境**：确保开发主机满足移植所需条件。 - **步骤**： - **修改Makefile**：调整编译规则以适应新平台。 - **在board子目录中建立crane2410**：存放针对crane2410平台的相关文件。 - **在include/configs/中建立配置头文件**：定义硬件特性、配置选项等。 - **指定交叉编译工具**：配置make命令使用的工具链路径。 Linux系统移植涉及多个层面的工作，包括但不限于硬件准备、软件环境搭建、工具选择与配置、Bootloader与内核的移植等。通过详细的学习和实践，可以掌握这一复杂而重要的技术过程。

Linux 文件系统移植全解密 Linux 文件系统移植全解密是指在 Linux 操作系统中，将文件系统从一个平台移植到另一个平台的过程。在这个过程中，需要对文件系统进行静态映射，以便在新的平台上正确地访问和管理文件。 在 Linux 内核中，文件系统移植全解密是通过 setup_arch 函数来实现的，该函数负责初始化文件系统和设置内存管理单元（MMU）。在 setup_arch 函数中，会调用 paging_init 函数来初始化 MMU，然后调用 devicemaps_init 函数来初始化设备映射表。 在 devicemaps_init 函数中，会根据机器描述符（Machine Descriptor）来初始化设备映射表。机器描述符是一个结构体对象，该结构体对象包含了机器的各种配置信息，如物理 I/O 地址、视频 RAM 地址、时钟频率等。 在 ARM 平台上，机器描述符是通过 MACHINE_START 宏来定义的，该宏会生成一个机器描述符结构体对象，并将其初始化为对应的板子 BSP 文件中。例如，在 S5PC100 板子上，机器描述符结构体对象的初始化如下： ```c MACHINE_START(SMDKC100, "SMDKC100") .phys_io = S3C_PA_UART & 0xfff00000, .io_pg_offst = (((u32)S3C_VA_UART) >> 18) & 0xfffc, .boot_params = S5P_PA_SDRAM + 0x100, .init_irq = s5pc100_init_irq, .map_io = smdkc100_map_io, .init_machine = smdkc100_machine_init, .timer = &s3c24xx_timer, MACHINE_END ``` 在这个例子中，机器描述符结构体对象的成员变量 phys_io、io_pg_offst、boot_params、init_irq、map_io、init_machine 和 timer 都被初始化为对应的值。 在 Linux 文件系统移植全解密过程中，静态映射是通过 map_io 函数来实现的，该函数负责将物理 I/O 地址映射到虚拟地址空间中。在 ARM 平台上，map_io 函数是通过机器描述符的 map_io 成员变量来实现的。 例如，在 S5PC100 板子上，map_io 函数是通过 smdkc100_map_io 函数来实现的，该函数负责将物理 I/O 地址映射到虚拟地址空间中。 Linux 文件系统移植全解密是通过 setup_arch 函数和机器描述符结构体对象来实现的，该过程涉及到文件系统的初始化、内存管理单元的设置和静态映射。在 ARM 平台上，机器描述符结构体对象的初始化和 map_io 函数的实现都是 Linux 文件系统移植全解密的关键步骤。

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博客：Samsung Cortex-A9 Exynos4412开发板平台搭建，需要的工具 二、Bootloader 编译：uboot-fs4412_v2.tar.xz

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本嵌入式根文件系统ubuntu 18.04（ubuntu_rootfs.tar.bz2）已经在NXP的IMX6Q IMX6SX IMX6ULL平台上成功移植。遇到问题请留言或者私信我，一定要把详细的报错信息记录下来发出来，看到消息后，我会及时回复，希望与嵌入式专业人士以及爱好者交流学习。

Linux系统移植，讲得挺详细的，看内容就知道了。

本课程介绍嵌入式Linux系统移植的相关的，bootloader,内核分析与配置，文件系统知识。

第一部分 前言 1 硬件环境 1.1 主机硬件环境 1.2 目标板硬件环境 1.3 工具介绍 2 软件环境 2.1 主机软件环境 2.1.1 Windows 操作系统 2.1.2 Linux 操作系统 2.1.3 目标板最后运行的环境 2.2 Linux 下工作用户及环境 2.2.1 交叉工具的安装 2.2.2 u­boot 移植工作目录 2.2.3 内核及应用程序移植工作 2.3 配置系统服务 2.3.1 tftp 服务器的配置 2.4 工具使用 2.4.1 minicom 的使用 3 作者介绍 3.1 策划, 组织, 指导, 发布者 3.2 ADS bootloader 部分 3.3 交叉工具部分 3.4 uboot 部分 3.5 内核部分 3.6 应用程序部分 3.7 网卡驱动部分 3.8 Nand Flash 驱动部分 第二部分 系统启动bootloader 的编写(ADS 1 工具介绍 1.1 ADS 命令行命令介绍 1.1.1 armasm 1.1.2 armcc, armcpp 1.1.3 armlink 2 基本原理 2.1 可执行文件组成及内存映射 2.1.1 可执行文件的组成 2.1.2 装载过程162.1.3 启动过程的汇编部分 2.1.4 启动过程的C 部分 3 AXD 的使用以及源代码说明 3.1 源代码说明 3.1.1 汇编源代码说明 3.1.2 C 语言源代码说明 3.1.3 源代码下载 3.2 AXD 的使用 3.2.1 配置仿真器 3.2.2 启动AXD 配置开发板 第三部分 GNU 交叉工具链 1 设置环境变量，准备源码及相关补丁 1.1 设置环境变量 1. 2 准备源码包 1.2.1 binuils 1.2.2 gcc 1.2.3 glibc 1.2.4 linux kernel 1.3 准备补丁 1.3.1 ioperm.c.diff 1.3.2 flow.c.diff 1.3.3 t­linux.diff 1.4 编译 GNU binutils 1.5 准备内核头文件 1.5.1 使用当前平台的gcc 编译内核头文件 1.5.2 复制内核头文件 1.6 译编glibc 头文件 1.7 编译gcc 第一阶段 1.8 编译完整的glibc 1.9 编译完整的gcc 2 GNU 交叉工具链的下载 2.1 ARM 官方网站 2.2 本文档提供的下载 3 GNU 交叉工具链的介绍与使用 3.1 常用工具介绍 3.2.1 arm­linux­gcc 的使用 3.2.2 arm­linux­ar 和 arm­linux­ranlib 的使用 3.2.3 arm­linux­objdump 的使用 3.2.4 arm­linux­readelf 的使用 3.2.6 arm­linux­copydump 的使用 4 ARM GNU 常用汇编语言介绍 4.1 ARM GNU 常用汇编伪指令介绍 4.2 ARM GNU 专有符号 4.3 操作码 5 可执行生成说明 5.1 lds 文件说明 5.1.1 主要符号说明 5.1.2 段定义说明 第四部分 u­boot 的移植 1 u­boot 的介绍及系统结构 1.1 u­boot 介绍 1.2 获取u­boot 1.3 u­boot 体系结构 1.3.1 u­boot 目录结构 2 uboot 的启动过程及工作原理 2.1 启动模式介绍 2.2 阶段1 介绍 2.2.1 定义入口 2.2.2 设置异常向量 2.2.3 设置CPU 的模式为SVC 模式 2.2.4 关闭看门狗 2.2.5 禁掉所有中断 2.2.6 设置以CPU 的频率 2.2.7 设置CP15 2.2.8 配置内存区控制寄存器 2.2.9 安装U­BOOT 使的栈空间 2.2.10 BSS 段清0 2.2.11 搬移Nand Flash 代码 2.2.12 进入C 代码部分 2.3 阶段2 的C 语言代码部分　 2.3.1 调用一系列的初始化函数 2.3.2 初始化网络设备 2.3.3 进入主UBOOT 命令行 2.4 代码搬运 3 uboot 的移植过程 3.1 环境 3.2 步骤 3.2.1 修改Makefile 3.2.2 在board 子目录中建立crane2410 3.2.3 在include/configs/中建立配置头文件 3.2.4 指定交叉编译工具的路径 3.2.5 测试编译能否成功 3.2.6 修改lowlevel_init.S 文件 3.2.9 UBOOT 的Nand Flash 移植 3.2.8 重新编译u­boot 3.2.9 把u­boot 烧入flash 4 U­BOOT 命令的使用 4.1 U­BOOT 命令的介绍 4.1.1 获得帮助信息 4.2 常用命令使用说明 4.2.1 askenv(F) 4.2.2 autoscr 4.2.3 base 4.2.4 bdinfo 4.2.5 bootp 4.2.8 tftp(tftpboot) 4.2.9 bootm 4.2.10 go 4.2.11 cmp 4.2.12 coninfo 4.2.13 cp 4.2.14 date 4.2.15 erase(F) 4.2.16 flinfo(F) 4.2.17 iminfo 4.2.18 loadb 4.2.19 md 4.2.20 mm 4.2.21 mtest 4.2.22 mw 4.2.23 nm 4.2.24 printenv 4.2.25 ping 4.2.26 reset 4.2.27 run 4.2.28 saveenv(F) 4.2.29 setenv 4.2.30 sleep 4.2.31 version 4.2.32 nand info 4.2.33 nand device 4.2.34 nand bad 4.2.35 nand read 4.2.36 nand erease 4.2.37 nand write 4.3 命令简写说明 4.4 把文件写入NandFlash 4.5 下载提供 5 参考资料 第五部分 linux 2.6 内核的移植 1 内核移植过程 1.1 下载linux 内核 1.2 修改Makefile 1.3 设置flash 分区 1.3.1 指明分区信息 1.3.2 指定启动时初始化 1.3.3 禁止Flash ECC 校验 1.4 配置内核 1.4.1 支持启动时挂载devfs 1.4.2 配置内核产生.config 文件 1.4.3 编译内核 1.4.4 下载zImage 到开发板 2 创建uImage 2.1 相关技术背景介绍 2.2 在内核中创建uImage 的方法 2.2.1 获取mkimage 工具 2.2.2 修改内核的Makefile 文件 3 追加实验记录 3.1 移植linux­2.6.15.7 . 3.2 移植linux­2.6.16.21 3.3 移植linux­2.6.17 4 参考资料 第六部分 应用程序的移植 1 构造目标板的根目录及文件系统 1.1 建立一个目标板的空根目录 1.2 在my_rootfs 中建立Linux 目录树 1.3 创建linuxrc 文件 2 移植Busybox 2.1 下载busybox 2.3 编译并安装Busybox 3 移植TinyLogin 3.1 下载 3.2 修改tinyLogin 的Makefile 3.3 编译并安装 4 相关配置文件的创建 4.1 创建帐号及密码文件 4.2 创建profile 文件 4.4 创建fstab 文件 4.5 创建inetd.conf 配置文件 5 移植inetd 67 5.1 inetd 的选择及获取 5.1.1 获取inetd 5.2 编译inetd 5.2.1 修改configure 文件 5.2.2 编译 5.3 配置inetd 5.3.1 拷贝inetd 到根文件系统的usr/sbin 目录中 6 移植thttpd Web 服务器 6.1 下载 6.2 编译thttpd 6.3 配置 6.3.1 拷贝thttpd 二进制可执行文件到根文件系统/usr/sbin/目录中 6.3.2 修改thttpd 配置文件 6.3.3 转移到根文件系统目录，创建相应的文件 7 建立根目录文件系统包 7.1 建立CRAMFS 包 7.1.1 下载cramfs 工具 7.1.2 制作cramfs 包 7.1.3 写cramfs 包到Nand Flash 8 参考资料 第七部分 Nand flash 驱动的编写与移植 1 Nand flash 工作原理 1.1 Nand flash 芯片工作原理 1.1.1 芯片内部存储布局及存储操作特点 1.1.2 重要芯片引脚功能 1.1.3 寻址方式 1.1.4 Nand flash 主要内设命令详细介绍 1.2 Nand Flash 控制器工作原理 1.2.1 Nand Flash 控制器特性 1.2.2 Nand Flash 控制器工作原理 1.3 Nand flash 控制器中特殊功能寄存器详细介绍 1.4 Nand Flash 控制器中的硬件ECC 介绍 1.4.1 ECC 产生方法 1.4.2 ECC 生成器工作过程 1.4.3 ECC 的运用 2 在ADS 下flash 烧写程序 2.1 ADS 下flash 烧写程序原理及结构 2.2 第三层实现说明 2.1.1 特殊功能寄存器定义 2.1.2 操作的函数实现 2.3 第二层实现说明 2.3.1 Nand Flash 初始化 2.3.3 获取Nand flash ID 2.3.4 Nand flash 写入 2.3.5 Nand flash 读取 2.3.6 Nand flash 标记坏块 2.3.7 Nand Flash 检查坏块 2.3.8 擦除指定块中数据 2.4 第一层的实现 3 在U­BOOT 对 Nand Flash 的支持 3.1 U­BOOT 对从 Nand Flash 启动的支持 3.1.1 从 Nand Flash 启动U­BOOT 的基本原理 3.1.2 支持Nand Flash 启动代码说明 3.2 U­BOOT 对 Nand Flash 命令的支持 3.2.1 主要数据结构介绍 3.2.2 支持的命令函数说明 4 在Linux 对 Nand Flash 的支持 4.1 Linux 下Nand Flash 调用关系 4.1.1 Nand Flash 设备添加时数据结构包含关系 4.1.2 Nand Flash 设备注册时数据结构包含关系 4.2 Linux 下Nand Flash 驱动主要数据结构说明 4.2.1 s3c2410 专有数据结构 4.2.2 Linux 通用数据结构说明 4.3.1 注册 driver_register 4.3.2 探测设备probe 4.3.3 初始化Nand Flash 控制器 4.3.4 移除设备 4.3.5 Nand Flash 芯片初始化 4.3.6 读 Nand Flash 4.3.7 写Nand Flash 第八部分 Cs8900a 网卡驱动的编写与移植 1 Cs8900a 工作原理 2 在ADS 下cs8900a 的实现 2.1 在cs8900a 下实现的ping 工具 3 在u­boot 下cs8900a 的支持 3.1 u­boot 下cs8900a 的驱动介绍 3.2 u­boot 下cs8900a 的移植说明 4 在linux 下cs8900a 驱动的编写与移植 4.1 Linux 下cs8900a 的驱动说明 4.2 Linux 下cs8900a 的移植说明 4.2.1 为cs8900a 建立编译菜单 4.2.2 修改S3C2410 相关信息