嵌入式linux内核移植

① 关于嵌入式linux系统

1.1嵌入式Linux系统硬件环境

图4.1开发环境硬件连接

通常基于嵌入式linux系统的开发环境一般由目标机、开发板、交叉编译工具链、远程调试工具和下载机制组成。本课题的工作是在装有linux操作系统（RedHat9.0）的目标机和基于S3C2410a的目标板上进行的。

设置串行接口

串行接口主要是用来埋氏目标板发送命令并监测目标板在程序运行过程中的输出信息。

要讲开发板COM1口与PC机的COM口分别用串口线连接好，而在主机端，用minicom与armsys2410用串口线连接好后进行通讯。

首先，设置minicom。用键盘在命令行输入minicom，输入后选定Serialportsetup然后按设置健A健设置SerialDevice,接着输入PC上接入的串行接口号，如果这个系统与串口1相接，相应写入/dev/ttyS0。接着需要设置传输速率，我们需要设置的传输速率为11520，按下E键，设置波特率为11520，设置完成后，没有奇偶校验，没有软件控制流和硬件控制流。设置完成后，选择为默认设置并保存退出。

设置完成后讲开发板复位，这时系统就会显示系统启动打印的信息。

1.2嵌入式linux系统软件环境

笔者的研究方向主要着重点在于嵌入式linux系统的软件开发层面。嵌入式linux系统可以开发的上层软件多种多样，如果从从软件分慧液段析的角度来看大致可以分为四个层次：

一、操作系统的引导。操作系统中要有引入加载程序，主要包括固件（firmware）和Bootloader(引导加载程序)两部分。

二、系统的管控内核。为了更好的分配系统资源，必须要对特定的硬件平台和实际应用移植操作前誉系统linux，这是进程管理的一个重要的部分，这里主要包含了定制内核以及控制内核引导系统的参数。

三、系统文件的引导建立。文件的建立是指文件存在的物理空间，linxu系统中每一个分区都是一个文件系统，都包含自己的目录层次结构，这其中也包括根文件系统（RamDisk）和建立于Flash之上的文件系统。一个系统的操作离不开文的操作，因此要有而且要维护自己的文件系统。

四、软件上的程序用户。经过多年的积累和开发，在自由软件中不断努力的人们为开放源码领域贡献了许多优秀的软件。针对客户的不同需求，为客户量身打造，甚至可以加入图形界面，可以更方便用户的使用。但是嵌入式linux系统不管如何构建，都离不开以下几点：

1）在嵌入的目标机装上交叉编译工具。

2）Bootloader是依赖于开发板硬件而实现编写的。

3）根据客户需求编译嵌入式Linux内核和裁剪冗余。

4）根据客户需要和系统运行的需要来编写设备驱动程序和嵌入式linux应用程序。

5）最后也是最重要的一个部分构建系统文件的目录。

② 嵌入式linux系统移植包含哪三部分内容

嵌入式Linux系统的移植主要有U一Boot、Linux内核、文件系统这三部分

③ 嵌入式linux系统开发详解_嵌入式linux系统介绍

嵌入式Linux开发从下到上分为：嵌入式硬件开发、嵌入式驱动开发、嵌入式系统开发、嵌入式软件开发。

一、嵌入式硬件开发：熟悉电路等知识，非常熟悉各种常用元器件，掌握模拟电路和数字电路设计的开发能力。熟练掌握嵌入式硬件知识，熟悉硬件开发模式和设计模式，熟悉ARM32位处理器嵌入式硬件平台开发、并具备产品开发经验。精通常用的硬件设计工具：Protel/PADS(PowerPCB)/Cadence/OrCad。一般需要有4~8层高速PCB设计经验。

二、嵌入式驱动开发：熟练掌握Linux操作系统、系统结构、计算机组成原理、数据结构相关知识。熟悉嵌入式ARM开发，至少掌握Linux字符驱动程序开发。具有单片机、ARM嵌入式处理器的移植开发能力，理解硬件原理图，能独立完成相关硬件驱动调试，具有扎实的硬件知识，能够根据芯片手册编写软件驱动程序。

三、嵌入式系统开发：掌握Linux系统配置，精通处理器体系结构、编程环境、指令集、寻址方式、调试、汇编和混合编程等方面的内容；掌握Linux文件系统制作，熟悉各种文件系统格式（YAFFS2、JAFFS2、RAMDISK等）；熟悉嵌入式Linux启动流程，熟悉Linux配置文件的修改；掌握内核裁减、内核移植、交叉编译、内核调试、启动程序Bootloader编写、根文件系统制作和集成部前胡署Linux系统等整个流程；、熟悉搭建Linux软件开发环境（库文件的交叉编译及环境配置等）；

四、嵌入式软件开发：精通Linux操作系统的概念和安装方法、Linux下的基本命令、管理配置和编辑器，包括VI编辑器，GCC编译器，GDB调试器和Make项目乎悔败管理工具等知识；精通C语言的高级编程知识，包括函数与程序结构、指针、数组、常用算法、库函数的使用等知识、数据结构的基础内容，包括链表、队列等；掌握面向对象编程的基本思想，以及C语言的基础内容；精通嵌入式Linux下的程序设计，精通嵌入式Linux开发环境，包括系统编程、文件I/O、多进程和多线程、网络编程、GUI图形界面编程、数据库；熟悉常用的岁颤图形库的编程，如QT、GTK、miniGUI、fltk、nano-x等。

所以如果你要做嵌入式软件开发的话，上面那些知识基本够用了。

④ 嵌入式系统工程师职位要求

嵌入式系统工程师职位要求：

1、计算机应用、自动化、通信或相关专业学士或硕士学历；如为应届生要求在校期间有实际相关工作经验；

2、精通Vxworks操作系统内核程序设计；

3、深入掌握一种或几种高端嵌入式处理器系统（熟悉IntelXscale者优先）；

4、精通Vxworks环境下的系统开发环境枣盯与工具，包括VxWorks平台移植驱动开发及调试；

5、熟悉Vxworks环境下的 C 语言程序设计和汇编语言程序设计；

6、有Vxworks环境下的反汇编以及反向开发经验；

7、精通 DSP 浮点算法的定点实现；

8、熟悉无线网络（Wi-Fi、Ad-Hoc、Wimax）协议者优先；

9、能够熟练阅读英文资料，并能使用英语进行一般性的交流；

10、性格开朗，精力充沛，能够承受工作压力和适应经常性的加班；热爱研发工作，享受技术工作带来的痛苦和乐趣。

嵌入式系统工程师（软件）

岗位职责：

1 负责基于WINDOWS和WINCE平台软件开发

2 负责程序设计、编码和单元测试

3 负责软件升级维搏岩衫护

基本要求：

1 电子、计算机、自动控制相关专业本科及以上学历。

2 有一定的数字电路模拟电路基础

3 精通C/C语言编程；

4 熟悉ARM体系结构，熟悉WINCE系统应用和定制；

5 有WINDOWS下WIN32或MFC开发经验，精通VC环境下的界面设计

6 熟练使用熟悉vs2005或vs2008开发工具

7 具有英文文档阅读能力；

8 良好的人品和职业操守，善于沟通。

单片机/嵌入式系统工程师

岗位职责

1 基于单片机及ARM平台开发产品

2 独立完成需求分析、硬件设计、程序编写及调试测试等工作

3 编写工艺文件，指导生产部工作

基本要求：

1 电子、自动控制相关专业本科及以上学历。

2 了解汇编语言，熟练使用C语言编程;熟练使用Keil、Protel（或PowerPCB）

3 熟悉单片机原理，至少用做过一种基于单片机的产品

4 具有英文文档阅读能力;良好的人品和职业操守，善于沟通。

其他要求

1 本职位要求最重要的是“软硬兼施”，系统设计、硬件开发和软件编程能力协调发展

2 要有扎实的模拟电路基础。

3 有STM32设计经验者优先

嵌入式系统工程师

任职要求：

要求电气、电子、自动化专业；

熟练使用测试仪器和开发工具；

熟悉ARM系统硬件设计；

能够熟练运用C语言等进行硬件相关的程序设计；

有单片机硬件开发经验；

动手能力强，吃苦耐劳；具有良好的团队精神和较强的协调能力；

工作经验：具备两年以上IC卡读写模块开发经验，熟悉ISO14443标准的非接触式IC卡或2年以上ARM系统开发经验。

学历要求：本科及以上。

嵌入式系统工程师/高级电子工程师

工作职责：

1、负责嵌入式软硬件设计工作；

2、负责电气系统与设备其他相关模块接口与调试。

招聘要求及条件：

1、本科以上学历，电子、通信、计算机等相关专业，35岁以下；

2、4年以上嵌入式系统软硬件开发经验；有过DSP/ARM/FPGA的项目开发经验，具备模拟、数字电路设计经验及多层板布线经验；

3、精通汇编、嵌入式C/C语言编程，熟悉LINUX、WINCE等嵌入式操作系统,有系统移植经验，有嵌入式应用和设备驱动程序开发经验；

4、熟悉嵌入式图形图像系统，对图形图像系统运行机制了解深入，懂得图像常用处理算法；

5、对新技术有较强的钻研精神，有较强的技术处理问题能力；

6、具有良好的团队协作精神，做事严谨、勤奋、敬业。

嵌入式系统工程师

1、熟练掌握数字电路、模拟电路的知识；

2、熟练掌握cortex-M3等单片机的硬件电路设计和编程；

3、熟练掌握ASM51、C51等编译和程序调试；

4、精通C语言，精通PCB电路板设计；

5、有良好的敬业精神和职业素质。

嵌入式系统工程师

职位描述:

- 负责嵌入式Linux内核和uboot开发以及移植，为上层应用和底层硬件驱动提供统一的平台系统接口。

专业背景要求:

-电子、计算机、通信等相关专业本科及以上学历；

-两年及以上嵌入式软件开发经验；

-熟悉ARM体系结构,熟悉Linux操作系统和uboot以及相关的开发平台，包括uboot、kernel、filesystem。

-精通C或C，有丰富的底层软件编程经验；

-熟悉Linux设备驱动的各种编程接口和机制，对Linux下的多种设备有过实际的驱动开发经验。

综合素质要求:

-熟练阅读英文文档 ；

-有较强的逻辑分析能力和学习能力，善于发基腔现问题总结问题解决问题；

-思路清晰、工作严谨；

-良好的沟通能力和团队合作精神，具有高度的责任心和进取精神。

嵌入式系统工程师

任职资格：

1.计算机或通信专业，本科（含）以上学历，英语书写、阅读流利；

2.熟练使用C/C语言；

3.熟悉Linux或者Android系统构建、内核裁剪、根文件系统；

4.熟悉QT、GTK、NANO等至少一种基础类库构建；

5.熟悉ARM，32位嵌入式处理器的体系结构；

6.熟悉Linux或者Android设备驱动开发；

7.熟悉嵌入式bootloader、u-boot开发；

8.掌握一定的设计模式和开发技能，熟悉软件开发流程，具有独立工作能力、良好的团队协作意识，三年以上嵌入式Linux开发经验或有Android开发经验；

9.熟悉移动阅读器行业优先考虑；

10.熟悉无线通讯GPRS/CDMA/TD驱动优先考虑；

工作内容：

1、嵌入式Linux内核移植和裁减，Android系统构建；

2、根据硬件设计完成相关设备的驱动程序以及相应的驱动测试程序；

3、协助上层应用工程师完成系统、驱动抽象层、SDK；

4、BootLoader、uboot开发；

5、GDI、GUI开发；

6、无线通讯开发；

7、嵌入式系统调优；

嵌入式系统工程师

职位要求：

1、国家统招本科、电子类相关专业毕业，两年实际工作经验；

2、熟练掌握LINUX或WINCE或uc/os操作系统；

3、熟练掌握C程序和汇编程序设计。

4、有 LINUX/WINCE/ uC/os 系统开发经验者优先；

5、有ARM9/ARM11系统开发经验者优先；

6、有驱动程序开发经验优先；

7、有QT开发经验优先；

8、有较强的设计能力和问题处理能力；

8、吃苦耐劳，有团队协作能力，能承受一定工作压力；

9、语言能力：1、中文表达流畅；2、熟练阅读英文资料和简单英文对话

岗位职责：

1、能辅助完成系统的功能结构定义、需求说明、开发设计文档编制。

2、能完成系统底层模块设计；

3、完成底层驱动软件系统代码的实现(含代码注释)；

4、完成硬件驱动的调试、测试和维护；

5、主动分析并解决开发过程中的问题；

6、协助测试工程师制定测试计划，定位发现的问题；

7、编写生产设计文档

8、完成项目经理指定相关任务目标。

在中国，嵌入式软件发展过程中，政府已充分认识到它的重要作用，并在政策、资金等方面给予了大力支持。 2004 年国家发改委、科技部、商务部联合颁布的《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南》，把嵌入式软件产业作为国家发展的一个重要领域。

最近几年来，中国的嵌入式软件发展速度一直高于中国软件产业的发展速度和全球嵌入式软件的发展速度，在中国软件产业和全球嵌入式软件产业中所占的比重越来越大。目前，中国嵌入式软件产业在整个软件产业中的比重已经超过了三分之一强。

中国嵌入式软件产业的发展面临着良好的发展环境与机遇，这包括政府的重视与扶植、信息产业与传统产业的融合机遇、垄断局面尚未形成、中国制造的良好基础、自由软件运动的兴起等等。

同时，不可否认的是长期以来，由于人才、宣传、资金等诸多问题以及嵌入式本身所特有的软硬结合特性，使嵌入式软件人才一直处于供不应求的状态。

嵌入式系统工程师职位描述(Job )

职位描述:

1、根据开发组项目需求和进度要求，进行与嵌入式系统相关的软件开发；

2、与相关人员紧密合作，改进嵌入式系统现有功能，进行嵌入式系统软件升级；

3、与相关人员合作设计硬件连接协议和接口；

4、参与设备外形的设计和定型工作，及现场技术支持，解决设备故障；

职位要求：

1、精通arm处理器编程 精通处理器体系结构、编程环境、指令集、寻址方式、调试、汇编和混合编程等方面的内容；

2、精通arm硬件接口开发 精通arm的常用接口开发及硬件电路设计基础（包括io、串口、看门狗、实时时钟、spi、iic、扫描键盘、flash操作等）；

3、精通嵌入式linux系统开发精通从零开始搭建嵌入式linux运行环境，内容包括内核裁减、内核移植、交叉编译、内核调试、启动程序bootloader编写、根文件系统制作和集成部署linux系统等整个流程。

4、精通嵌入式linux内核开发 深入理解内核细节，了解linux相关运行机理，内容包括内核源码结构、内存管理、进程管理、中断管理、系统调用、内核同步、时钟和定时器管理、信号、调度、进程间通信、文件系统和i/o设备管理等方面的内容。

⑤ “干货”嵌入式Linux系统移植的四大步骤（上）

在学习系统移植的相关知识，在学习和调试过程中，发现了很多问题，也解决了很多问题，但总是对于我们的开发结果有一种莫名其妙的感觉，纠其原因，主要对于我们的开发环境没有一个深刻的认识，有时候几个简单的命令就可以完成非常复杂的功能，可是我们有没有想过，为什么会有这样的效果？

如果没有去追问，只是机械地完成，并且看到实验效果，这样做其实并没有真正的掌握系统移植的本质。

在做每一个步骤的时候， 首先问问自己，为什么要这样做，然后再问问自己正在做什么？ 搞明白这几个问题，我觉得就差不多了，以后不管更换什么平台，什么芯片，什么开发环境，你都不会迷糊，很快就会上手。对于嵌入式的学习方法，我个人方法就是：从宏观上把握(解决为什么的问题)，微观上研究(解决正在做什么的问题)，下面以自己学习的arm-cortex_a8开发板为目标，介绍下自己的学习方法和经验。

嵌入式Linux系统移植主要由四大部分组成：

一、搭建交叉开发环境
二、bootloader的选择和移植
三、kernel的配置、编译、和移植
四、根文件系统的制作

第一部分：搭建交叉开发环境

先介绍第一分部的内容：搭建交叉开发环境，首先必须得思考两个问题，什么是交叉环境? 为什么需要搭建交叉环境？

先回答第一个问题，在嵌入式开发中，交叉开发是很重要的一个概念，开发的第一个环节就是搭建环境，第一步不能完成，后面的步骤从无谈起，这里所说的交叉开发环境主要指的是：在开发主机上(通常是我的pc机)开发出能够在目标机(通常是我们的开发板)上运行的程序。嵌入式比较特殊的是不能在目标机上开发程序(狭义上来说)，因为对于一个原始的开发板，在没有任何程序的情况下它根本都跑不起来，为了让它能够跑起来，我们还必须要借助pc机进行烧录程序等相关工作，开发板才能跑起来，这里的pc机就是我们说的开发主机，想想如果没有开发主机，我们的目标机基本上就是无法开发，这也就是电子行业的一句名言：搞电子，说白了，就是玩电脑！

然后回答第二个问题，为什么需要交叉开发环境？主要原因有以下几点：

原因 1： 嵌入式系统的硬件资源有很多限制，比如cpu主频相对较低，内存容量较小等，想想让几百MHZ主频的MCU去编译一个Linux kernel会让我们等的不耐烦，相对来说，pc机的速度更快，硬件资源更加丰富，因此利用pc机进行开发会提高开发效率。

原因2： 嵌入式系统MCU体系结构和指令集不同，因此需要安装交叉编译工具进行编译，这样编译的目标程序才能够在相应的平台上比如：ARM、MIPS、 POWEPC上正常运行。

交叉开发环境的硬件组成主要由以下几大部分 ：

1.开发主机
2.目标机（开发板）
3.二者的链接介质，常用的主要有3种方式：(1)串口线 (2)USB线 (3)网线

对应的硬件介质，还必须要有相应的软件“介质”支持：

1.对于串口，通常用的有串口调试助手，putty工具等，工具很多，功能都差不多，会用一两款就可以；

2.对于USB线，当然必须要有USB的驱动才可以，一般芯片公司会提供，比如对于三星的芯片，USB下载主要由DNW软件来完成；

3.对于网线，则必须要有网络协议支持才可以， 常用的服务主要两个

第一：tftp服务：

主要用于实现文件的下载，比如开发调试的过程中，主要用tftp把要测试的bootloader、kernel和文件系统直接下载到内存中运行，而不需要预先烧录到Flash芯片中，一方面，在测试的过程中，往往需要频繁的下载，如果每次把这些要测试的文件都烧录到Flash中然后再运行也可以，但是缺点是：过程比较麻烦，而且Flash的擦写次数是有限的；另外一方面：测试的目的就是把这些目标文件加载到内存中直接运行就可以了，而tftp就刚好能够实现这样的功能，因此，更没有必要把这些文件都烧录到Flash中去。

第二： nfs服务：

主要用于实现网络文件的挂载，实际上是实现网络文件的共享，在开发的过程中，通常在系统移植的最后一步会制作文件系统，那么这是可以把制作好的文件系统放置在我们开发主机PC的相应位置，开发板通过nfs服务进行挂载，从而测试我们制作的文件系统是否正确，在整个过程中并不需要把文件系统烧录到Flash中去，而且挂载是自动进行挂载的，bootload启动后，kernel运行起来后会根据我们设置的启动参数进行自动挂载，因此，对于开发测试来讲，这种方式非常的方便，能够提高开发效率。

另外，还有一个名字叫 samba 的服务也比较重要，主要用于文件的共享，这里说的共享和nfs的文件共享不是同一个概念，nfs的共享是实现网络文件的共享，而samba实现的是开发主机上 Windows主机和Linux虚拟机之间的文件共享，是一种跨平台的文件共享 ，方便的实现文件的传输。

以上这几种开发的工具在嵌入式开发中是必备的工具，对于嵌入式开发的效率提高做出了伟大的贡献，因此，要对这几个工具熟练使用，这样你的开发效率会提高很多。等测试完成以后，就会把相应的目标文件烧录到Flash中去，也就是等发布产品的时候才做的事情，因此对于开发人员来说，所有的工作永远是测试。

通过前面的工作，我们已经准备好了交叉开发环境的硬件部分和一部分软件，最后还缺少交叉编译器，读者可能会有疑问，为什么要用交叉编译器？前面已经讲过，交叉开发环境必然会用到交叉编译工具，通俗地讲就是在一种平台上编译出能运行在体系结构不同的另一种平台上的程序，开发主机PC平台（X86 CPU）上编译出能运行在以ARM为内核的CPU平台上的程序，编译得到的程序在X86 CPU平台上是不能运行的，必须放到ARM CPU平台上才能运行，虽然两个平台用的都是Linux系统。相对于交叉编译，平常做的编译叫本地编译，也就是在当前平台编译，编译得到的程序也是在本地执行。用来编译这种跨平台程序的编译器就叫交叉编译器，相对来说，用来做本地编译的工具就叫本地编译器。所以要生成在目标机上运行的程序，必须要用交叉编译工具链来完成。

这里又有一个问题，不就是一个交叉编译工具吗？为什么又叫交叉工具链呢？原因很简单，程序不能光编译一下就可以运行，还得进行汇编和链接等过程，同时还需要进行调试，对于一个很大工程，还需要进行工程管理等等，所以，这里 说的交叉编译工具是一个由 编译器、连接器和解释器 组成的综合开发环境，交叉编译工具链主要由binutils(主要包括汇编程序as和链接程序ld)、gcc(为GNU系统提供C编译器)和glibc(一些基本的C函数和其他函数的定义) 3个部分组成。有时为了减小libc库的大小，也可以用别的 c 库来代替 glibc，例如 uClibc、dietlibc 和 newlib。

那么，如何得到一个交叉工具链呢？是从网上下载一个“程序”然后安装就可以使用了吗？回答这个问题之前先思考这样一个问题，我们的交叉工具链顾名思义就是在PC机上编译出能够在我们目标开发平台比如ARM上运行的程序，这里就又有一个问题了，我们的ARM处理器型号非常多，难道有专门针对我们某一款的交叉工具链吗？若果有的话，可以想一想，这么多处理器平台，每个平台专门定制一个交叉工具链放在网络上，然后供大家去下载，想想可能需要找很久才能找到适合你的编译器，显然这种做法不太合理，且浪费资源！因此，要得到一个交叉工具链，就像我们移植一个Linux内核一样，我们只关心我们需要的东西，编译我们需要的东西在我们的平台上运行，不需要的东西我们不选择不编译，所以，交叉工具链的制作方法和系统移植有着很多相似的地方，也就是说，交叉开发工具是一个支持很多平台的工具集的集合(类似于Linux源码)，然后我们只需从这些工具集中找出跟我们平台相关的工具就行了，那么如何才能找到跟我们的平台相关的工具，这就是涉及到一个如何制作交叉工具链的问题了。

通常构建交叉工具链有如下三种方法：

方法一 ： 分步编译和安装交叉编译工具链所需要的库和源代码，最终生成交叉编译工具链。该方法相对比较困难，适合想深入学习构建交叉工具链的读者。如果只是想使用交叉工具链，建议使用下列的方法二构建交叉工具链。

方法二： 通过Crosstool-ng脚本工具来实现一次编译，生成交叉编译工具链，该方法相对于方法一要简单许多，并且出错的机会也非常少，建议大多数情况下使用该方法构建交叉编译工具链。

方法三 ： 直接通过网上下载已经制作好的交叉编译工具链。该方法的优点不用多说，当然是简单省事，但与此同时该方法有一定的弊端就是局限性太大，因为毕竟是别人构建好的，也就是固定的，没有灵活性，所以构建所用的库以及编译器的版本也许并不适合你要编译的程序，同时也许会在使用时出现许多莫名其妙的错误，建议读者慎用此方法。

crosstool-ng是一个脚本工具，可以制作出适合不同平台的交叉编译工具链，在进行制作之前要安装一下软件：
$ sudo apt-get install g++ libncurses5-dev bison flex texinfo automake libtool patch gcj cvs cvsd gawk
crosstool脚本工具可以在http://ymorin.is-a-geek.org/projects/crosstool下载到本地，然后解压，接下来就是进行安装配置了，这个配置优点类似内核的配置。主要的过程有以下几点：
1. 设定源码包路径和交叉编译器的安装路径
2. 修改交叉编译器针对的构架

3. 增加编译时的并行进程数，以增加运行效率，加快编译，因为这个编译会比较慢。
4. 关闭JAVA编译器 ，减少编译时间
5. 编译
6. 添加环境变量
7. 刷新环境变量。
8. 测试交叉工具链

到此，嵌入式Linux系统移植四大部分的第一部分工作全部完成，接下来可以进行后续的开发了。

第二部分：bootloader的选择和移植

01 Boot Loader 概念

就是在操作系统内核运行之前运行的一段小程序。通过这段小程序，我们可以初始化硬件设备、建立内存空间的映射图，从而将系统的软硬件环境带到一个合适的状态，以便为最终调用操作系统内核准备好正确的环境，他就是所谓的引导加载程序（Boot Loader）。

02 为什么系统移植之前要先移植BootLoader？

BootLoader的任务是引导操作系统，所谓引导操作系统，就是启动内核，让内核运行就是把内核加载到内存RAM中去运行，那先问两个问题：第一个问题，是谁把内核搬到内存中去运行？第二个问题：我们说的内存是SDRAM，大家都知道，这种内存和SRAM不同，最大的不同就是SRAM只要系统上电就可以运行，而SDRAM需要软件进行初始化才能运行，那么在把内核搬运到内存运行之前必须要先初始化内存吧，那么内存是由谁来初始化的呢？其实这两件事情都是由bootloader来干的，目的是为内核的运行准备好软硬件环境，没有bootloadr我们的系统当然不能跑起来。

03 bootloader的分类

首先更正一个错误的说法，很多人说bootloader就是U-boot，这种说法是错误的，确切来说是u-boot是bootloader的一种。也就是说bootloader具有很多种类，

由上图可以看出，不同的bootloader具有不同的使用范围，其中最令人瞩目的就是有一个叫U-Boot的bootloader，是一个通用的引导程序，而且同时支持X86、ARM和PowerPC等多种处理器架构。U-Boot，全称 Universal Boot Loader，是遵循GPL条款的开放源码项目，是由德国DENX小组开发的用于多种嵌入式CPU的bootloader程序，对于Linux的开发，德国的u-boot做出了巨大的贡献，而且是开源的。

u-boot具有以下特点：

① 开放源码；
② 支持多种嵌入式操作系统内核，如Linux、NetBSD, VxWorks, QNX, RTEMS, ARTOS, LynxOS；
③ 支持多个处理器系列，如PowerPC、ARM、x86、MIPS、XScale；
④ 较高的可靠性和稳定性；
⑤ 高度灵活的功能设置，适合U-Boot调试、操作系统不同引导要求、产品发布等；
⑥ 丰富的设备驱动源码，如串口、以太网、SDRAM、FLASH、LCD、NVRAM、EEPROM、RTC、键盘等；
⑦ 较为丰富的开发调试文档与强大的网络技术支持；
其实，把u-boot可以理解为是一个小型的操作系统。

04 u-boot的目录结构

* board 目标板相关文件，主要包含SDRAM、FLASH驱动；
* common 独立于处理器体系结构的通用代码，如内存大小探测与故障检测；
* cpu 与处理器相关的文件。如mpc8xx子目录下含串口、网口、LCD驱动及中断初始化等文件；
* driver 通用设备驱动，如CFI FLASH驱动(目前对INTEL FLASH支持较好)
* doc U-Boot的说明文档；
* examples可在U-Boot下运行的示例程序；如hello_world.c,timer.c；
* include U-Boot头文件；尤其configs子目录下与目标板相关的配置头文件是移植过程中经常要修改的文件；
* lib_xxx 处理器体系相关的文件，如lib_ppc, lib_arm目录分别包含与PowerPC、ARM体系结构相关的文件；
* net 与网络功能相关的文件目录，如bootp,nfs,tftp；
* post 上电自检文件目录。尚有待于进一步完善；
* rtc RTC驱动程序；
* tools 用于创建U-Boot S-RECORD和BIN镜像文件的工具；

05 u-boot的工作模式

U-Boot的工作模式有 启动加载模式和下载模式 。启动加载模式是Bootloader的正常工作模式，嵌入式产品发布时，Bootloader必须工作在这种模式下，Bootloader将嵌入式操作系统从FLASH中加载到SDRAM中运行，整个过程是自动的。 下载模式 就是Bootloader通过某些通信手段将内核映像或根文件系统映像等从PC机中下载到目标板的SDRAM中运行，用户可以利用Bootloader提供的一些令接口来完成自己想要的操作，这种模式主要用于测试和开发。

06 u-boot的启动过程

大多数BootLoader都分为stage1和stage2两大部分，U-boot也不例外。依赖于cpu体系结构的代码（如设备初始化代码等）通常都放在stage1且可以用汇编语言来实现，而stage2则通常用C语言来实现，这样可以实现复杂的功能，而且有更好的可读性和移植性。

1、 stage1(start.s代码结构)
U-boot的stage1代码通常放在start.s文件中，它用汇编语言写成，其主要代码部分如下：
（1） 定义入口。由于一个可执行的image必须有一个入口点，并且只能有一个全局入口，通常这个入口放在rom(Flash)的0x0地址，因此，必须通知编译器以使其知道这个入口，该工作可通过修改连接器脚本来完成。
（2）设置异常向量(exception vector)。
（3）设置CPU的速度、时钟频率及中断控制寄存器。
（4）初始化内存控制器 。
（5）将rom中的程序复制到ram中。
（6）初始化堆栈 。
（7）转到ram中执行，该工作可使用指令ldrpc来完成。

2、 stage2（C语言代码部分）

lib_arm/board.c中的start armboot是C语言开始的函数，也是整个启动代码中C语言的主函数，同时还是整个u-boot（armboot）的主函数，该函数主要完成如下操作：
（1）调用一系列的初始化函数。
（2）初始化flash设备。
（3）初始化系统内存分配函数。
（4）如果目标系统拥有nand设备，则初始化nand设备。
（5）如果目标系统有显示设备，则初始化该类设备。
（6）初始化相关网络设备，填写ip,c地址等。
（7）进入命令循环（即整个boot的工作循环），接受用户从串口输入的命令，然后进行相应的工作。

07 基于cortex-a8的s5pc100bootloader启动过程分析

s5pc100支持两种启动方式，分别为USB启动方式和NandFlash启动方式：

1. S5PC100 USB启动过程

[1] A8 reset, 执行iROM中的程序
[2] iROM中的程序根据S5PC100的配置管脚(SW1开关4，拨到4对面)，判断从哪里启动(USB)
[3] iROM中的程序会初始化USB，然后等待PC机下载程序
[4] 利用DNW程序，从PC机下载SDRAM的初始化程序到iRAM中运行，初始化SDRAM
[5] SDRAM初始化完毕，iROM中的程序继续接管A8, 然后等待PC下载程序(BootLoader)
[6] PC利用DNW下载BootLoader到SDRAM
[7] 在SDRAM中运行BootLoader

2. S5PC100 Nandflash启动过程

[1] A8 reset, 执行IROM中的程序
[2] iROM中的程序根据S5PC100的配置管脚(SW1开关4，拨到靠4那边)，判断从哪里启动(Nandflash)
[3] iROM中的程序驱动Nandflash
[4] iROM中的程序会拷贝Nandflash前16k到iRAM
[5] 前16k的程序(BootLoader前半部分)初始化SDRAM，然后拷贝完整的BootLoader到SDRAM并运行
[6] BootLoader拷贝内核到SDRAM，并运行它
[7] 内核运行起来后，挂载rootfs，并且运行系统初始化脚本

08 u-boot移植(基于cortex_a8的s5pc100为例)

1.建立自己的平台

(1).下载源码包2010.03版本，比较稳定
(2).解压后添加我们自己的平台信息，以smdkc100为参考版，移植自己s5pc100的开发板
(3).修改相应目录的文件名，和相应目录的Makefile，指定交叉工具链。
(4).编译
(5).针对我们的平台进行相应的移植，主要包括修改SDRAM的运行地址，从0x20000000
(6).“开关”相应的宏定义
(7).添加Nand和网卡的驱动代码
(8).优化go命令
(9).重新编译 make distclean(彻底删除中间文件和配置文件) make s5pc100_config(配置我们的开发板) make(编译出我们的u-boot.bin镜像文件)
(10).设置环境变量，即启动参数，把编译好的u-boot下载到内存中运行，过程如下：
1. 配置开发板网络
ip地址配置:
$setenv ipaddr 192.168.0.6 配置ip地址到内存的环境变量
$saveenv 保存环境变量的值到nandflash的参数区

网络测试:
在开发开发板上ping虚拟机：
$ ping 192.168.0.157(虚拟机的ip地址)

如果网络测试失败,从下面几个方面检查网络：
1. 网线连接好
2. 开发板和虚拟机的ip地址是否配置在同一个网段
3. 虚拟机网络一定要采用桥接(VM--Setting-->option)
4. 连接开发板时，虚拟机需要设置成 静态ip地址

2. 在开发板上，配置tftp服务器(虚拟机)的ip地址
$setenv serverip 192.168.0.157(虚拟机的ip地址)
$saveenv
3. 拷贝u-boot.bin到/tftpboot(虚拟机上的目录)
4. 通过tftp下载u-boot.bin到开发板内存
$ tftp 20008000(内存地址即可) u-boot.bin(要下载的文件名)

如果上面的命令无法正常下载:
1. serverip配置是否正确
2. tftp服务启动失败，重启tftp服务
#sudo service tftpd-hpa restart

5. 烧写u-boot.bin到nandflash的0地址
$nand erase 0(起始地址) 40000(大小) 擦出nandflash 0 - 256k的区域
$nand write 20008000((缓存u-boot.bin的内存地址) 0(nandflash上u-boot的位置) 40000(烧写大小)

6. 切换开发板的启动方式到nandflash
1. 关闭开发板
2. 把SW1的开关4拨到4的那边
3. 启动开发板，它就从nandflash启动

⑥ 嵌入式系统学习步骤

新手必读“嵌入式系统学习11大步骤”

1、Linux 基础

安装Linux操作系统 Linux文件系统 Linux常用命令 Linux启动过程详解 熟悉Linux服务能够独立安装Linux操作系统 能够熟练使用Linux系统的基本命令 认识Linux系统的常用服务安装Linux操作系统 Linux基本命令实践 设置Linux环境变量 定制Linux的服务 Shell 编程基础使用vi编辑文件 使用Emacs编辑文件 使用其他编辑器

2、Shell 编程基础

Shell简介 认识后台程序Bash编程熟悉Linux系统下的编辑环境 熟悉Linux下的各种Shell 熟练进行shell编程熟悉vi基本操作 熟悉Emacs的基本操作 比较不同shell的区别 编写一个测试服务器是否连通的shell脚本程序 编写一个查看进程是否存在的shell脚本程序 编写一个带有循环语句的shell脚本程序 （更多相关内容请关注：东方赛富——国内一流嵌入式培训学院）

3、Linux 下的 C 编程基础

linux C语言环境概述 G使用方法 Gdb调试技术 Autoconf Automake Makefile 代码优化 熟悉Linux系统下的开发环境 熟悉G编译器 熟悉Makefile规则编写Hello,World程序 使用 make命令编译程序 编写带有一个循环的程序 调试一个有问题的程序

4、嵌入式系统开发基础

嵌入式系统概述 交叉编译 配置TFTP服务 配置NFS服务 下载Bootloader和内核 嵌入式Linux应用软件开发流程熟悉嵌入式系统概念以及开发流程 建立嵌入式系统开发环境制作cross_g工具链 编译并下载U-boot 编译并下载Linux内核 编译并下载Linux应用程序

4、嵌入式系统移植

Linux内核代码 平台相关代码分析 ARM平台介绍 平台移植的关键技术 移植Linux内核到 ARM平台 了解移植的概念 能够移植Linux内核移植Linux2.6内核到 ARM9开发板

5、嵌入式 Linux 下串口通信

串行I/O的基本概告氏念 嵌入式Linux应用软件开发流程 Linux系统的文件和设备 与文件相关的系统调用 配置超级终端和MiniCOM 能够熟悉进行串口通信 熟悉文件I/O 编写串口通信程序 编写多串口通信程序（更多相关内容请关注：东方赛富——国内一流嵌入式培训学院）

6、嵌入式系统中多进程程序设计

Linux系统进程概述 嵌入式系统的进程特点 进程操作 守护进程 相关的系统调用了解Linux系统中进程的概念 能够编写多进程程序编写多进程程序 编写一个守护进程程序 sleep系统调用任务管理、同步与通信 Linux任务概述任务调度 管道 信号 共享内存 任务管理 API 了解Linux系统任务管理机制 熟悉进程间通信的几种方式 熟悉嵌入式Linux中的任务间同步与通信编写一个简单的管道程序实现文件传输 编写一个使用共享内存的程序

7、嵌入式系统中多线程程序设计

线程的基础知识 多线程编程方法 线程应用中的同步问题了解线程的概念 能够编写简单的多线程程序编写一纯裂个袜裤散多线程程序

8、嵌入式 Linux 网络编程

网络基础知识 嵌入式Linux中TCP/IP网络结构 socket 编程 常用 API函数 分析Ping命令的实现 基本UDP套接口编程 许可证管理 PPP协议 GPRS 了解嵌入式Linux网络体系结构 能够进行嵌入式Linux环境下的socket 编程 熟悉UDP协议、PPP协议 熟悉GPRS 使用socket 编写代理服务器 使用socket 编写路由器 编写许可证服务器 指出TCP和UDP的优缺点 编写一个web服务器 编写一个运行在 ARM平台的网络播放器

9、GUI 程序开发

GUI基础 嵌入式系统GUI类型 编译QT 进行QT开发熟悉嵌入式系统常用的GUI 能够进行QT编程使用QT编写“Hello，World”程序 调试一个加入信号/槽的实例 通过重载QWidget 类方法处理事件（更多相关内容请关注：东方赛富——国内一流嵌入式培训学院）

10、Linux 字符设备驱动程序

设备驱动程序基础知识 Linux系统的模块 字符设备驱动分析 fs_operation结构 加载驱动程序了解设备驱动程序的概念 了解Linux字符设备驱动程序结构 能够编写字符设备驱动程序编写Skull驱动 编写键盘驱动 编写I/O驱动 分析一个看门狗驱动程序 对比Linux2.6内核与2.4内核中字符设备驱动的不同Linux 块设备驱动程序块设备驱动程序工作原理 典型的块设备驱动程序分析 块设备的读写请求队列了解Linux块设备驱动程序结构 能够编写简单的块设备驱动程序比较字符设备与块设备的异同 编写MMC卡驱动程序 分析一个文件系统 对比Linux2.6内核与2.4内核中块设备驱动的不同

11、文件系统

虚拟文件系统 文件系统的建立 ramfs内存文件系统 proc文件系统 devfs 文件系统 MTD技术简介 MTD块设备初始化 MTD块设备的读写操作了解Linux系统的文件系统 了解嵌入式Linux的文件系统 了解MTD技术 能够编写简单的文件系统为 ARM9开发板添加 MTD支持 移植JFFS2文件系统 通过proc文件系统修改操作系统参数 分析romfs 文件系统源代码 创建一个cramfs 文件系统 （更多相关内容请关注：东方赛富——国内一流嵌入式培训学院）

⑦ 有关linux内核移植时的裁剪涉及哪些内容

嵌入式Linux系统的移植主要有U-Boot、Linux内核、文件系统这三部分。
Uboot是在系统上电时开始执行，初始化硬件设备，准备好软件环境，然后才调用Linux操作系统内核。文件系统是Linux操作系统中用来管理用户文件的内核软件层。文件系统包括根文件系统和建立于Flash内存设备之上文件系统。根文件系统包括系统使用的软件和库，以及所有用来为用户提供支持架构和用户使用的应用软件，并作为存储数据读写结果的区域。
可将Linux系统移植过程大致需要分成6个步骤：
1) 准备工作，包括下载源码、建立交叉编译环境等。交叉开发是指在开发主机上安装开发工具，编辑、编译目标板的引导程序、内核和文件系统，使其能在目标板上运行。
2) 配置和编bootloader（引导装载程序）。通过这段小程序，可以初始化硬件设备、建立内存空间的映射表，从而建立适当的系统硬件环境，为最终调用操作系统内核做好准备。
3) 配置和编译Linux内核，对其进行相应的裁剪，修改内核以支持相关的硬件设备。
4) 为大容量NAND Flash移植YAFFS文件系统，并将该文件系统加入Linux内核中；
5) 制作RAMdisk来挂载根文件系统。Linux系统中的文件和设备是通过文件系统来组织的。文件系统的存在使得数据和设备可以被有效而透明地存取访问。一个linux的最简根文件系统应该包括支持linux系统正常运行的基本内容，包括系统使用的软件和库，以及所有用来为用户提供基本支持的架构和指令。
6) 烧写、调试系统；如果调试出错，则需要重新配置，返回上述步骤（2）。