嵌入式Linux开发的故事

不念不忘少年蓝@ 2022-12-05 02:19 182阅读 0赞

### 目录 ###

*  嵌入式Linux几大件
 *  一、芯片简单介绍
 *   *  ARM架构
     *  芯片--SOC
 *  二、编译的工作
 *   *  2.1 U-Boot的编译（编译时间：1秒不到（-j16））
     *  2.2 Linux内核的编译（编译时间：1分21秒（linux 4.1.15 -j16））
     *  2.3 设备树的编译（编译时间：1秒不到）
 *  三、各个二进制文件在存储器件上的分布
 *   *  3.1 存储器件
     *  3.2 U-Boot里面的配置
 *  四、嵌入式Linux开发--开发个啥？
 *   *  4.1 所有的都围绕着:Linux Kernel
     *  4.2 围绕着开发
     *   *  4.2.1 基础开发环境
         *  4.2.2 基础开发技能

# 嵌入式Linux几大件 #

嵌入式Linux

硬件

软件

CPU

RAM/DDR

ROM/Flash

U-Boot

内核-Kernel

设备树-DTB

根文件系统-RootFileSystem

# 一、芯片简单介绍 #

选择了一款嵌入式CPU（一般都是）ARM 架构的，一般要主频300MHz以上才可以上Linux

## ARM架构 ##

[嵌入式Linux–ARM架构][Linux_ARM]

*  老内核架构：ARM7、ARM9、ARM11
 *  新内核架构：Cortex-A7、Cortex-A8、Cortex-A9、Cortex-A15、Cortex-A53、Cortex-A57等

## 芯片–SOC ##

**国外SOC：**

*  TI
 *  NXP
 *  博通
 *  Atmel
 *  ST

**国内SOC：**

*  瑞芯微（Rockchip）
 *  全志（AllWinner）
 *  咏联

# 二、编译的工作 #

## 2.1 U-Boot的编译（编译时间：1秒不到（-j16）） ##

U-Boot是一个单独的工程文件，编译的时候需要进入U-Boot工程文件的根目录下操作，分为两步（或者三步：配置之前清除一下`make clean`）

*  1、配置：`make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- mx6ull_14x14_ddr512_emmc_defconfig`
 *  2、编译：`make V=1 ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- -j16`

编译出来的东西在哪？

*  根目录下有个u-boot文件

## 2.2 Linux内核的编译（编译时间：1分21秒（linux 4.1.15 -j16）） ##

Linux Kernel是一个单独的工程文件，编译的时候需要进入工程文件的根目录进行操作，分两步（或者三步：配置之前清理一下`make clean`）

*  1、配置：`make imx_v7_mfg_defconfig`
 *  2、编译：`make -j16`

编译出来的东西在哪？看编译出来的最后几行信息

AS      arch/arm/boot/compressed/bswapsdi2.o
      LD [M]  fs/nls/nls_iso8859-15.ko
      LD [M]  fs/isofs/isofs.ko
      LD [M]  lib/crc-ccitt.ko
      LD [M]  lib/crc7.ko
      LD [M]  lib/crc-itu-t.ko
      LD [M]  lib/libcrc32c.ko
      AS      arch/arm/boot/compressed/piggy.lzo.o
      LD      arch/arm/boot/compressed/vmlinux
      OBJCOPY arch/arm/boot/zImage
      Kernel: arch/arm/boot/zImage is ready

在`arch/arm/boot/`目录下面有一个zImage文件

编译前：

liefyuan@ubuntu:~/linux/linux-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga_alientek/arch/arm/boot$ ls
    bootp  compressed  dts  install.sh  Makefile

编译后：

liefyuan@ubuntu:~/linux/linux-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga_alientek/arch/arm/boot$ ls
    bootp  compressed  dts  Image  install.sh  Makefile  zImage

在内核编译的最后就是使用`arch/arm/boot/`目录下面的compressed文件里面的软件对编译出来的内核镜像文件Image进行压缩成zImage，如下：

-rwxrwxr-x 1 liefyuan liefyuan 10211328 Dec  6 22:37 Image
    -rwxrwxr-x 1 liefyuan liefyuan  5582792 Dec  6 22:37 zImage

*  Image文件：96.52MB
 *  zImage文件：5.324MB

压缩效果明显！

## 2.3 设备树的编译（编译时间：1秒不到） ##

设备树文件是放在Linux内核工程文件下的：`arch/arm/boot/dts/xxx.dts` 所以在编译的时候就要在Linux内核工程的根目录下编译指定的dts文件：`make imx6ull-liefyuan-emmc.dtb`,等编译完成后就会在`arch/arm/boot/dts/` 目录下看到 `.dtb`文件了。(如果该目录下有同名文件可能编译不成功（make\[1\]: ‘xxxx’ is up to data）)

# 三、各个二进制文件在存储器件上的分布 #

各个二进制文件在存储器上的分布是由引导文件–即U-Boot来确定的，所以配置也是在U-Boot工程里面配置。

## 3.1 存储器件 ##

这里所指的存储器件是非易失性器件，包括：

*  Nor Flash
 *  Nand Flash
 *  EMMC
 *  SD/TF卡
 *  SSD
 *  HHD

## 3.2 U-Boot里面的配置 ##

配置目录在：`include/configs/mx6ullevk.h`  
里面有：

#ifdef CONFIG_SYS_BOOT_NAND
    #define CONFIG_MFG_NAND_PARTITION "mtdparts=gpmi-nand:64m(boot),16m(kernel),16m(dtb),1m(misc),-(rootfs) "
    #else
    #define CONFIG_MFG_NAND_PARTITION ""
    #endif

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI4ODc3MTI1_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]

即为：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>范围</th> 
   <th>大小</th> 
   <th>分区</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>0~63MB</td> 
   <td>64MB</td> 
   <td>boot(U-Boot)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>64~79MB</td> 
   <td>16MB</td> 
   <td>kernel(Linux kernel)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>80~94MB</td> 
   <td>16MB</td> 
   <td>dtb(设备树)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>95MB</td> 
   <td>1MB</td> 
   <td>misc(杂项)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>96MB~END</td> 
   <td>剩余的</td> 
   <td>rootfs(根文件系统)</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

# 四、嵌入式Linux开发–开发个啥？ #

## 4.1 所有的都围绕着:Linux Kernel ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI4ODc3MTI1_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]

编译出

嵌入式Linux

Linux Kernel 文件

zImage内核压缩文件

dtb文件

U-Boot工程文件

uboot.imx

rootfs构建根文件系统

## 4.2 围绕着开发 ##

### 4.2.1 基础开发环境 ###

*  内核编译环境
 *  根文件系统构建环境
 *  U-Boot编译环境
 *  驱动编译环境

### 4.2.2 基础开发技能 ###

*  目标芯片的启动方式
 *  EMMC启动之一系列的操作技能
 *  NAND Flash启动之一系列的操作技能
 *  SD卡启动之一系列的操作技能
 *  NOR Flash启动一系列的操作技能

[Linux_ARM]: https://liefyuan.blog.csdn.net/article/details/109496177
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