驱动开发之网络调试驱动设备的Linux系统移植

1、Uboot移植到开发板
- uboot移植
2、开发板网络通讯
- nfs命令
- tftp命令
3、Linux移植到开发板
4、BusyBox 构建根文件系统
5、软件运行

1、Uboot移植到开发板

uboot 官网为链接: link.
NXP 维护的 uboot 版本，下载地址为：链接: link.
正点原子提供的 uboot 源码路径为：开发板光盘->1、例程源码->10、开发板教程对应的uboot和linux源码> uboot-imx_rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga_alientek.tar

uboot移植

在 Ubuntu 中安装 ncurses 库，否则编译会报错

sudo apt-get install libncurses5-dev

在Ubuntu中samba服务共享文件夹share中创建存放uboot源码的文件夹，将源码压缩包拷贝进创建的文件夹，解压

 tar -vxjf uboot-imx_rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga_alientek.tar

512MB+8G 的 EMMC 核心板，创建shell脚本文件

  1 #!/bin/bash2 make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-distclean3 make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-    mx6ull_alientek_emmc_defconfig4 make V=1 ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- -j4

chmod 命令给予 mx6ull_alientek_emmc.sh 文件可执行权限，然后就可以使用这个 shell脚本文件来重新编译 uboot
uboot烧写启动
将 uboot烧写到 SD 卡中，然后通过 SD 卡来启动来运行 uboot。使用 imxdownload 软件烧写，命令如下：

chmod 777 imxdownload //给予 imxdownload 可执行权限，一次即可
./imxdownload u-boot.bin /dev/sdd

等待烧写完成，完成以后将 SD 卡插到 I.MX6U-ALPHA 开发板上， BOOT 设置从 SD 卡启动，使用 USB 线将 USB_TTL 和电脑连接，也就是将开发板的串口 1 连接到电脑上。打开MobaXterm，设置好串口参数并打开，最后复位开发板。在 MobaXterm 上出现“Hit any key tostop autoboot: ”倒计时的时候按下键盘上的回车键，默认是 3 秒倒计时，在 3 秒倒计时结束以
后如果没有按下回车键的话 uboot 就会使用默认参数来启动 Linux 内核了。如果在 3 秒倒计时结束之前按下回车键，那么就会进入 uboot 的命令行模式

2、开发板网络通讯

在使用 uboot 的网络功能之前先用网线将开发板的 ENET2 接口和电脑或者路由器连接起来， I.MX6U-ALPHA 开发板有两个网口： ENET1 和 ENET2，一定要连接 ENET2，不能连接错了。

将开发板和主机连接在同一个路由器或者网域内

使用SD卡移植uboot，启动uboot，在MobaXterm软件终端窗口可以看到启动过程；可以看到开发板的网络功能还没设置，开发板的MAC地址ethaddr、开发板ip地址没设置；

设置ethaddr地址：
在主机端找到自身的网络地址：
在ubuntu中点击编辑->虚拟网络编辑器，将虚拟机虚拟网卡清除掉，务必将网络设置为桥接模式，使得虚拟机的地址跟主机同一个网段，Ubuntu网络地址 10.23.21.171
点击reset按钮重启uboot发现，因为此时已经有开发板的物理地址，DHCP从路由器获取 IP 地址，前提从开发板连接到路由器上。这时，开发板的ipaddr为10.23.21.89，gatewayip为10.23.21.1。或者通过ping一个同网段的地址看看是否被占用，在设置。
设置ipaddr，10.23.21.89
用ping命令与Ubuntu进行通信，此时发现通信成功，uboot 的网络工作正常
将剩余的网络地址环境变量设置：
用print在软件终端查看信息

nfs命令

nfs的使用见 link.

tftp命令

1、需要安装 tftp-hpa 和 tftpd-hpa，命令如下：

sudo apt-get install tftp-hpa tftpd-hpa
sudo apt-get install xinetd

mkdir /home/bruce/share/linux/tftpboot
chmod 777 /home/bruce/share/linux/tftpboot

3、配置 tftp，安装完成以后新建文件/etc/xinetd.d/tftp

1 server tftp
2 {3 socket_type = dgram
4 protocol = udp
5 wait = yes
6 user = root
7 server = /usr/sbin/in.tftpd
8 server_args = -s /home/zuozhongkai/linux/tftpboot/
9 disable = no
10 per_source = 11
11 cps = 100 2
12 flags = IPv4
13 }

4、启动 tftp 服务

sudo service tftpd-hpa start

5、打开/etc/default/tftpd-hpa 文件，将其修改

1 # /etc/default/tftpd-hpa
2 3
TFTP_USERNAME="tftp"
4 TFTP_DIRECTORY="/home/bruce/share/linux/tftpboot"
5 TFTP_ADDRESS=":69"
6 TFTP_OPTIONS="-l -c -s"

6、重启 tftp 服务器：

sudo service tftpd-hpa restart

3、Linux移植到开发板

Linux 官网为链接: link.
正点原子提供的Linux源码路径为：开发板光盘->1、例程源码->10、开发板教程对应的uboot和linux源码>linux-imx_rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga_alientek.tar

1、编译内核之前需要先在 ubuntu 上安装 lzop 库，否则内核编译会失败！命令如下：

sudo apt-get install lzop

2、在Ubuntu中samba服务共享文件夹share中创建存放liunx源码的文件夹，将源码压缩包拷贝进创建的文件夹，解压

 tar -vxjf linux-imx_rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga_alientek.tar

3、创建shell脚本文件mx6ull_alientek_emmc.sh

  1 #!/bin/sh2 make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- distclean3 make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- imx_alientek_emmc_defconfig4 make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- menuconfig5 make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- all -j16

4、使用 chmod 给予 mx6ull_alientek_emmc.sh 可执行权限，然后运行此 shell 脚本，命令如下：

sudo chmod 777 mx6ull_alientek_emmc.sh
./mx6ull_alientek_emmc.sh

编译的时候会弹出 Linux 图形配置界面，Linux 的图行界面配置和 uboot 是一样的，这里我们不需要做任何的配置，直接按两下 ESC键退出，退出图形界面以后会自动开始编译 Linux。等待编译完成。

5、编译完成以后就会在 arch/arm/boot 这个目录下生成一个叫做 zImage 的文件， zImage 就是我们要用的 Linux 镜像文件。另外也会在 arch/arm/boo/dts 下生成很多.dtb 文件，这些.dtb 就是设备树文件。

6、将编译出来的 zImage 和 imx6ull-alientek-emmc.dtb 复制到 Ubuntu 中的 tftp 目录下，要在 uboot 中使用 tftp 命令将其下载到开发板中，拷贝命令如下：

cp arch/arm/boot/zImage /home/bruce/share/linux/tftpboot/ -f
cp arch/arm/boot/dts/imx6ull-alientek-emmc.dtb /home/bruce/share/linux/tftpboot/ -f

7、启动开发板，进入 uboot 命令行模式，然后输入如下命令将
zImage 和 imx6ull-alientek-emmc.dtb 下载到开发板中并启动：

tftp 80800000 zImage
tftp 83000000 imx6ull-alientek-emmc.dtb
bootz 80800000 - 83000000

4、BusyBox 构建根文件系统

官网地址为：link. 在官网左侧的“Get BusyBox”栏有一行“Download Source”，点击“Download Source”即可打开 BusyBox 的下载页。
路径为： 1、例程源码->6、 BusyBox 源码->busybox-1.29.0.tar.bz2

1、在 Linux 驱动开发的时候都是通过 nfs 挂载根文件系统，在nfs服务器目录中创建子目录，nfs的使用见 link. 创建好的 rootfs 子目录就用来存放我们的根文件系统。

2、busybox-1.29.0.tar.bz2 发送到 Ubuntu 中，存放位置大家随便选择，解压

tar -vxjf busybox-1.29.0.tar.bz2

3、修改 Makefile，添加编译器
打开 busybox 的顶层 Makefile，添加 ARCH 和 CROSS_COMPILE的值，如下所示：

164 CROSS_COMPILE ?= /usr/local/arm/gcc-linaro-4.9.4-2017.01-
x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin/arm-linux-gnueabihf-
......
190 ARCH ?= arm

4、配置 busybox
一般使用默认配置即可，make defconfig
命令打开图形化配置界面：make menuconfig
配置路径如下：

Location:
-> Settings
-> Build static binary (no shared libs)不要选择Location:
-> Settings
-> vi-style line editing commands选择Location:
-> Linux Module Utilities
-> Simplified modutils不要选择Location:
-> Linux System Utilities
-> mdev (16 kb) //确保下面的全部选中，默认都是选中的Location:
-> Settings
-> Support Unicode //选中
-> Check $LC_ALL, $LC_CTYPE and $LANG environment variables //选中

5、编译 busybox，将编译结果存放到前面创建的 rootfs 目录中

make
make install CONFIG_PREFIX=/home/bruce/share/linux/nfs/rootfs

编译完成以后会在 busybox 的所有工具和文件就会被安装到 rootfs 目录中

Linux 内核 init 进程最后会查找用户空间的 init 程序，找到以后就会运行这个用户空间的 init 程序，从而切换到用户态。如果 bootargs 设置 init=/linuxrc，那么 linuxrc 就是可以作为用户空间的 init 程序，所以用户态空间的 init 程序是 busybox 来生成的。

6、向根文件系统添加 lib 库
在 rootfs 中创建一个名为“lib”的文件夹，命令如下：mkdir lib
进入如下路径对应的目录：

/usr/local/arm/gcc-linaro-4.9.4-2017.01-x86_64_arm-linux-gnueabihf/arm-linuxgnueabihf/libc/lib

此目录下有很多的* so * ( * 是通配符) 和 .a 文件，这些就是库文件，将此目录下所有的* so * 和.a文件都拷贝到 rootfs/lib 目录中，拷贝命令如下：

cp *so* *.a /home/bruce/share/linux/nfs/rootfs/lib/ -d

后面的“-d”表示拷贝符号链接，这里有个比较特殊的库文件： ld-linux-armhf.so.3，此库文件也是个符号链接，相当于 Windows 下的快捷方式。会链接到库 ld-2.19-2014.08-1-git.so 上，输入命令“ls ld-linux-armhf.so.3 -l”查看此文件详细信息。ld-linux-armhf.so.3 后面有个“->”，表示其是个软连接文件，链接到文件 ld-2.19-2014.08-1-git.so，因为其是一个“快捷方式”，因此大小只有 24B。但是， ld-linuxarmhf.so.3 不能作为符号链接，否则的话在根文件系统中执行程序无法执行！所以我们需要 ldlinux-armhf.so.3 完成逆袭，由“快捷方式”变为“本尊”。

重新复制 ld-linuxarmhf.so.3，只是不复制软链接即可，先将 rootfs/lib 中的 ld-linux-armhf.so.3 文件删除掉

rm ld-linux-armhf.so.3

然后重新进入到 /usr/local/arm/gcc-linaro-4.9.4-2017.01-x86_64_arm-linux-gnueabihf/armlinux-gnueabihf/libc/lib 目录中，重新拷贝 ld-linux-armhf.so.3，命令如下：

cp ld-linux-armhf.so.3 /home/bruce/share/linux/nfs/rootfs/lib/

7、进入如下目录中：

/usr/local/arm/gcc-linaro-4.9.4-2017.01-x86_64_arm-linux-gnueabihf/arm-linux-gnueabihf/lib

此目录下也有很多的的so和.a 库文件，我们将其也拷贝到 rootfs/lib 目录中，命令如下：

cp *so* *.a /home/bruce/share/linux/nfs/rootfs/lib/ -d

8、向 rootfs 的“usr/lib”目录添加库文件
在 rootfs 的 usr 目录下创建一个名为 lib 的目录，将如下目录中的库文件拷贝到 rootfs/usr/lib目录下：

/usr/local/arm/gcc-linaro-4.9.4-2017.01-x86_64_arm-linux-gnueabihf/arm-linux-gnueabihf/libc/usr/lib

将此目录下的 so 和.a 库文件都拷贝到 rootfs/usr/lib 目录中，命令如下：

cp *so* *.a /home/bruce/share/linux/nfs/rootfs/usr/lib/ -d

9、创建其他文件夹
在根文件系统中创建其他文件夹，如 dev、 proc、 mnt、 sys、 tmp 和 root 等

10、创建/etc/init.d/rcS 文件
rcS 是个 shell 脚本， Linux 内核启动以后需要启动一些服务，而 rcS 就是规定启动哪些文件的脚本文件。在 rootfs 中创建/etc/init.d/rcS 文件

1 #!/bin/sh
2
3 PATH=/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin:$PATH
4 LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/lib:/usr/lib
5 export PATH LD_LIBRARY_PATH
6
7 mount -a
8 mkdir /dev/pts
9 mount -t devpts devpts /dev/pts
10
11 echo /sbin/mdev > /proc/sys/kernel/hotplug
12 mdev -s

11、使用如下命令给予/ec/init.d/rcS 可执行权限：

chmod 777 rcS

设置好以后就重新启动 Linux 内核

12、创建/etc/fstab 文件
在 rootfs 中创建/etc/fstab 文件， fstab 在 Linux 开机以后自动配置哪些需要自动挂载的分区

1 #<file system> <mount point> <type> <options> <dump> <pass>
2 proc /proc proc defaults 0 0
3 tmpfs /tmp tmpfs defaults 0 0
4 sysfs /sys sysfs defaults 0 0<file system>：要挂载的特殊的设备，也可以是块设备，比如/dev/sda 等等。
<mount point>：挂载点。
<type>：文件系统类型，比如 ext2、 ext3、 proc、 romfs、 tmpfs 等等。
<options>：挂载选项，在 Ubuntu 中输入“man mount”命令可以查看具体的选项。一般使
用 defaults，也就是默认选项， defaults 包含了 rw、 suid、 dev、 exec、 auto、 nouser 和 async。
<dump>：为 1 的话表示允许备份，为 0 不备份，一般不备份，因此设置为 0。

13、创建/etc/inittab 文件
init 程序会读取/etc/inittab
这个文件， inittab 由若干条指令组成。每条指令的结构都是一样的，由以“:”分隔的 4 个段组成

1 #etc/inittab
2 ::sysinit:/etc/init.d/rcS
3 console::askfirst:-/bin/sh
4 ::restart:/sbin/init
5 ::ctrlaltdel:/sbin/reboot
6 ::shutdown:/bin/umount -a -r
7 ::shutdown:/sbin/swapoff -a第 2 行，系统启动以后运行/etc/init.d/rcS 这个脚本文件。
第 3 行，将 console 作为控制台终端，也就是 ttymxc0。
第 4 行，重启的话运行/sbin/init。
第 5 行，按下 ctrl+alt+del 组合键的话就运行/sbin/reboot，看来 ctrl+alt+del 组合键用于重
启系统。
第 6 行，关机的时候执行/bin/umount，也就是卸载各个文件系统。
第 7 行，关机的时候执行/sbin/swapoff，也就是关闭交换分区。

最后，启动开发板，进入 uboot 命令行模式，然后重新设置 bootargs 环境变量，命令如下：

setenv bootargs 'console=ttymxc0,115200 root=/dev/nfs nfsroot=192.168.1.250:
/home/zuozhongkai/linux/nfs/rootfs,proto=tcp rw ip=192.168.1.251:192.168.1.250:192.168.1.1:
255.255.255.0::eth0:off' //设置 bootargs
saveenv //保存环境变量

设置好以后使用“boot”命令启动 Linux 内核

5、软件运行

在根文件系统下创建一个名为“drivers”的文件夹，以后我们学习 Linux 驱动的时候就把所有的实验文件放到这个文件夹里面。

1、在 ubuntu 下使用 vim 编辑器新建一个 hello.c 文件

1 #include <stdio.h>
2 3
int main(void)
4 {5 while(1) {6 printf("hello world!\r\n");
7 sleep(2);
8 }
9 return 0;
10 }

2、编译

arm-linux-gnueabihf-gcc hello.c -o hellofile hello //查看 hello 的文件类型以及编码格式

3、将其拷贝到 rootfs/drivers 目录下，在开发板中输入如下命令来执行这个可执行文件：

cd /drivers //进入 drivers 目录
./hello //执行 hello

使用“ctrl+c”来关闭 hello。

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