网络环境搭建

搭建网络环境可以搭建公网的也可以搭建局域网的，这里搭建的是局域网的。

详细看实验手册第一个实验 系统移植实验手册

linux内核的安装与加载

        这一章节主要分为两大块：一个为产品阶段即：Linux内核、根文件系统、uboot全部存储到硬盘内，另一个为研发阶段，研发阶段因为需要反复调试，所以需要我们把跟文件系统放到NFS内使用共享的方式，Linux内核放到tftp下进行传输，uboot最好使用SD卡的方式。

详情见实验手册中实验五 系统移植实验手册

Uboot移植（源码结构、配置、编译）

uboot源码结构

uboot源码获取

1. uboot官网获取

 ftp://ftp.denx.de/pub/u-boot/

2. 芯片厂家获取 

3. 开发板厂家  ---》目前市面上的6818的开发板，开发板厂家只提供u-boot.bin 

4. 上级主管   ---》推荐

本次移植课程使用：u-boot-2014.07-netok.tar.bz2

uboot版本命名

前期:u-boot-1.3.2

现在:u-boot-2024.01

08年以前uboot是1.1.几1.3.几这样命名08年开始以年份和月份命名。

uboot版本选择

支持对应的硬件平台

相对成熟的版本（资料多）

每当发布新的芯片后uboot就会增加对应芯片的版本。一般和处理器同一时期发布的uboot版本对处理器的支持较好。

uboot的特点

1. u-boot是一个开源的软件

2. u-boot支持多种架构的平台(ARM  powerPC  MIPS x86)

3. u-boot的源码短小精悍

4. u-boot就是一个裸机代码

5. u-boot引导加载内核，启动内核，并给内核传递参数

6. u-boot可以完成部分硬件的初始化：uart，内存，emmc，网卡

7. u-boot生命周期短，启动完内核，给内核传递完参数(告诉内核从什么地方去挂载根文件系统)，u-boot的生命周期结束。

uboot源码结构

uboot移植

由于uboot的源码特别多所以是由很多个文件夹组成的，同类型的源码放到一个文件夹里

平台相关代码

即与CPU架构或开发板硬件相关的源码，硬件的改动对应的代码也需要进行修改

api：这个目录下有很多的用户接口 

arch：与CPU架构相关的源代码

board：与开发板相关的源代码，包含各种官方评估板对应的源码

boards.cfg：这个文件是配置信息

common：这下面全是uboot命令的.c文件

config.mk：也是一个配置文件

COPYING：这是版权文件虽然是开源软件但是也不能乱用

CREDITS：这里是代码贡献者名单包括他们的邮箱

disk：磁盘操作的命令文件夹

doc：这里是详细的说明书

drivers：这里面全是驱动文件 

dts：设备树文件夹，后面学习驱动时在详细学习。

examples：里面是例程，在不会写的时候可以参考一下

fs：文件系统，这里面每个文件夹内都是文件系统的源代码和makefile文件这里面ext4是嵌入式领域常用的文件系统。

include：这里是头文件

lib：这里是库

makefile：方便我们编译uboot镜像。它这个makefile是层层调用的每个文件夹下都有，使用make命令后总的makefile文件会调用每层的马克file文件来共同编译出uboot镜像

net：网络文件夹，这里面是uboot支持的一些网络

post：上电自检程序

README：一个说明书或者说帮助文档，这个说明书有5000多行都是一些介绍性的的东西。

tools：工具

移植前的准备工作

获取基本的硬件信息

cpu(内核)：cortex-a53

arch：armV8

vendor：samsung

SoC：S5P6818

board(公板): S5P6818 

公板：芯片厂家根据芯片设计的一套参考电路板

NEXELL：韩国一个芯片生成厂家，三星将S5P6818芯片授权给NEXELL

移植uboot 

根据此手册的步骤进行执行uboot移植

uboot配置与编译

为了保证uboot适用所有开发板，uboot把所有的开发板都写出来了，需要哪个编译哪个

uboot配置

1.指定当前使用的硬件平台

   make <board_name>_config（咱们用的是make fs6818_config）

  注1：<board_name>为当前使用的开发板的名字

  注2：执行该命令的前提是uboot源码支持该开发板

  注3：该命令必须在uboot源码的顶层目录下执行

/home/hq/bootloader/u-boot-2014.07-6818/mkconfig -A fs6818
Configuring for fs6818 board...

2.指定编译uboot源码使用的编译器

  将以下内容(咱们使用的源码是改过的，但是要知道这个流程)

198 ifeq ($(HOSTARCH),$(ARCH))
199 CROSS_COMPILE ?=                                      
200 endif

修改为

198 ifeq (arm,arm)
199 CROSS_COMPILE ?= arm-none-linux-gnueabi- 
200 endif

uboot编译

1.编译uboot

make   / make all(编译的时间比较长)

  注1：该命令必须在uboot源码的顶层目录下执行

  注2：该命令执行后在uboot源码顶层目录下生成u-boot.bin

 编译需要大概一分钟。编译完多了几个文件，多了一个system.map文件和那些u-boot开头的。

make在编译的过程中先将.c和.s编译成.o文件。最后把他们链接（ld）成一个可执行文件绿色的那个u-boot。他是elf格式的。我们肯定不能把他刷到板子上。不过在这之后它还会用objcopy把利用elf文件生成bin文件。这里还有一个srec文件这是符合摩托罗拉的二进制文件。

2.清除编译过程中生成的中间文件

  make clean

  make distclean

  注1：该命令必须在uboot源码的顶层目录下执行

这些中间文件就是.o文件。执行make clean只是清除这些.o文件。执行distclean会把生成的可执行文件和二进制文件也删除。恢复刚下载的源码状态。

编译问题解决

Make的时候可能出现上面问题，出现上面问题，如下方法解决：

总结

编译生成ubootpak.bin的步骤

1. 修改源码
2. 配置编译器------》修改Makefile中的编译器
3. make clean------》清除
4. make  fs6818_config---------》支持开发板
5. make -------->编译生成ubootpak.bin
6. 将ubootpak.bin 下载到开发板（使用tftp服务）

uboot代码分析

u_boot分析-s5p6818

Linux内核移植

Linux内核概述

内核与操作系统

内核

内核是一个操作系统的核心，提供了操作系统最基本的功能，是操作系统工作的基础，决定着整个系统的性能和稳定性

操作系统

操作系统是在内核的基础上添加了各种工具集、桌面管理器、库、shell、应用程序等（我们使用的网络协议都是基于TCP/IP或者UDP/IP协议开发的）（我们使用rm、mv、cp。。。这些命令都不是内核提供的）

shell翻译过来就是贝壳，他把内核很好的保护了起来。Linux内核内有文件管理系统。所以可以操作磁盘。那现在我们要操作一些文件就需要去操作内核让内核再去操作文件。但是内核很复杂，我们有时候一个误操作可能就会把内核搞坏了。所以我们操作shell让shell再去操作内核就会很安全了。

库这些lib也不是内核包含的。

图形化界面也不属于内核，内核本身只支持大黑框

Linux层次结构

进程管理、内存管理、文件管理、设备管理、网络管理

Linux内核的特点

1》linux内核源码开源

2》linux支持多种架构平台  arm  x86（手机和Ubuntu都使用的是Linux内核）

3》linux内核代码采用模块化的方式（模块化—》把功能独立处理 安全性比较高）

4》linux内核代码采用分层的思想

5》linux内核源码具有良好的移植特性和裁剪特性

6》linux内核源码都是使用汇编和c语言实现的

Linux内核源码结构

Linux内核源码获取

The Linux Kernel Archives

1》可以从linux内核官方获取

Index of /pub/linux/kernel/

2》从芯片厂家获取

3》从开发板厂家获取

4》从技术主管获取 --》推荐

Linux内核版本命名

linux-主版本号.次版本号.修订版本号.tar.xz 

主版本号：内核源码有较大跟新，才会升级主版本号

次版本号：

次版本号为偶数：表示稳定版本

次版本号为奇数：表示测试版本

修订版本号：内核源码中只要有代码更新就会，

升级修订版本号

Linux内核版本选择

1》不可以太新

2》不可以太旧

3》选择稳定版本

三星公司没有对S5P6818的源码，开源到Linux内核中，所以不能从官网下载linux内核源码，使用samsung提供的内核源码。

本课程使用的内核源码为：kernel-3.4.39-ok.tar.xz

内核源码结构

把源码拖到ubuntu里解压

在ubuntu的家目录下创建kernel文件夹

将内核源码压缩包拷贝到kernel文件夹中

对内核源码进行解压缩

tar -vxf kernel-3.4.39-ok.tar.xz

进入到内核源码目录中，分析内核源码的目录结构

cd kernel-3.4.39

ls 

平台相关代码

arch:  与CPU架构相关的源代码 （跟硬件有关的，代码不可以共享）

block:磁盘设备的支持  

crypto:加密相关

drivers:设备驱动  

firmware:固件

fs:文件系统  

include:头文件

一般格式化磁盘都格式化成ntfs

init:内核初始化

ipc:进程间通信(共享内存消息队列什么的都是再ipc目录下实现的)

kernel:内核核心调度机制等  

lib:库   内核的核心算法。 

mm:内存管理  net:网络协议

scripts:工具、脚本等  

security:安全

usr:打包与压缩

virt:虚拟

COPYING:  版权  gpl版权，GNU开源协议

CREDITS:  内核贡献者

README:  说明文档

Documentation:  帮助文档

Makefile:  编译管理

samples:  示例

tools:  工具

Kconfig：内核自带的图形化界面

    ... ...

Linux内核源码的配置和编译

根据文档进行操作  Linux内核源码的配置和编译

Makefile .config  Kconfig文件之间的关系 ?

Makefile：指导内核进行编译

.config：存放的是内核的配置的信息+硬件

Kconfig：存放菜单选项

执行make fs6818_defconfig命令，根据fs6818_config文件和Kconfig文件中的配置信息生成.config文件 

make menuconfig 执行时根据Kconfig生成菜单的图形化界面。如果根据菜单图形化界面进行配置之后，会更新.config文件 

Makefile文件根据.config文件中的信息，决定将那些文件编译到uIamge中，那些不编译到uImage中。

可以根据实验去理解三者的关系    驱动移植

实验

将led灯的驱动编译到内核和编译成模块步骤