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  • 嵌入式Linux学习笔记

    一  嵌入式系统定义:

    应用于特定环境的硬件体系。

    二  两样非常重要的能力:

    1.  掌握各种新概念的能力

    2.  调试的能力( 包括软件, 硬件 )

    三  需要的基础知识:

    1.  操作系统理论基础

    2.  数据结构

    3.  C,C++编程语言

    4.  汇编语言

    5.  Linux基础能力

    6.  单片机基础

    四  结构框架:

    1.  bootloader( 作用:a. 初始化硬件 b. 引导操作系统 )

    2.  kernel

    3.  文件系统

    它们都置于flash中。

    五  flash六大分区:

    1.  boot        ---> 引导区

    2.  boot param        ---> 引导参数区

    3.  my application        ---> 用户程序区

    4.  kernel        ---> 内核区

    5.  fs_yaffs        ---> 文件系统区( 挂载文件时用 )

    6.  wince        ---> 存放wince操作系统

    一            ARM7        vs        ARM9:

    流水线    3级                        5级

    MMU       无                          有

    MMU和流水线级数非常的重要,它们是衡量一个芯片性能的重要参数。

    二  ARM开发板上的接口:

    1.  单片机类型接口:

    串口,LED,按键,红外,温度传感器,蜂鸣器,I2C,SPI ... ...

    2.  较高端接口:

    LCD,CAMARA,IDE,USB,SD卡 ... ...

    三  JTAG板:

    1.  作用:

    a.  对内部芯片进行读写控制。

    b.  对外设进行间接控制。

    c.  往板上的硬件烧录数据或程序。

    2.  接口:

    a.  JTAG接口: 烧写接口( 请小心烧写bootloader,因为每次烧写都将擦除整个flash )

    b.  WIGGLE接口:调试接口( 需要搭配H-JTAG代理软件并使用软件AXD进行调试 )

    四  开发板使用注意事项:

    1.  使用前先去电( 用手摸一下各金手指部分即可 )。

    2.  切记:除了网口,usb口,sd口之外的接口不可带电插拔。

    一  方法一( 串口通讯 ):

    1.  在PC开发端的linux环境中写好源代码。

    2.  使用交叉编译器arm-linux-gcc编译之。

    3.  用超级终端或者DNW建立ARM开发板与PC开发端的连接给ARM开发板上电,进入linux系统。

    4.  再用上面两种通讯软件之一进行USB文件传输即可。

    比起下面即将学习的方法,这种方法显得很笨,因为不利于调试。

    二 方法二( 网络文件系统NFS步骤 ):

    1.  在PC开发端的linux环境中写好源代码。

    2.  在PC开发端的linux环境中使用交叉编译器arm-linux-gcc编译之。

    3.  用超级终端或者DNW建立ARM开发板与PC开发端的连接并启动ARM开发板,进入linux系统。

    4.  在ARM开发板的linux环境中执行命令"  ifconfig eth0 192.168.0.11  "建立IP。

    5.  在PC开发端的linux环境中执行命令"  ifconfig eth0 192.168.0.22 up  "建立IP。

    6.  在PC开发端的linux环境中执行命令"  service nfs restart  "启动NFS服务器。

    7.  在ARM开发板的linux环境中执行命令"  ping 192.168.0.22  "建立和PC开发端的连接。

    8.  在ARM开发板的linux环境中执行命令"  mount -n nolock,rsize=1024,wsize=1024,timeo=15 192.168.0.22:/ /mnt

    "即可将PC开发端的linux环境中的根目录挂载到ARM开发板的linux环境中的/mnt目录里。

    9.  打开ARM开发板下的/mnt目录下就能看到并和PC共享那个根目录。

    一 作用

            用之来编译生成bootloader或者裸机程序。

    二 说明

            ADS其实就是Arm Develope Suite。主要由armcc,  Code Warrior以及AXD组成。

            armcc是编译器,Code Warrior是编辑控制器,AXD是调试器。

    三 使用详细步骤

            已在实验中详细学习,可以参考:

    四 一个实例ADS程序( 裸机程序 )分析

            该程序实现了让开发板的LED轮流闪烁,故称为跑马灯程序。

           1.  汇编部分       

    嵌入式Linux学习笔记

           2.  C语言部分:

    嵌入式Linux学习笔记

           

    嵌入式Linux学习笔记

           

    嵌入式Linux学习笔记



     一般的ADS程序( 裸机程序 )设计步骤

            1.  由开发板原理图确定设备所在引脚。

            2.  找到设备对应的寄存器编号。

            3.  对控制器里面的寄存器进行写入,从而达到控制设备的目的。 

    一 两种重要的硬件

            它们的相关参数是衡量一个芯片性能的重要参考对象。维基百科里有更详细的介绍。

            1.  MMU:

                    定义:属于硬件范畴,能够将操作地址的虚址转换为实址。

            2.  cathe:

                    定义:属于硬件范畴,为了弥补CPU与内存的速度差而存在,对程序员透明。

    二 ARM的工作模式

            1.  用户模式( USR )        ---> 运行应用程序的模式

            2.  管理模式( SVC )        ---> 操作系统的保护模式

            3.  中断模式( IRQ )        ---> 用于普通中断处理的模式

            4.  快速中断模式( FIQ )        ---> 用于支持数据传输或通道处理的模式

            5.  数据访问中断模式( ABT )        ---> 指令预取或读取数据错误时的模式

            6.  系统模式( SYS )        ---> 特权模式

            7.  未定义指令终止模式( UND )       ---> 执行了未定义的指令时进入

    四 ARM的重要寄存器

            1.  R13        ---> 栈指针寄存器

            2.  R14        ---> 子程序调用时保存PC指针的寄存器

            3.  R15        ---> PC指针寄存器( PC是记录下一条指令地址的寄存器 )

            4.  CPSR        ---> 当前的程序状态字寄存器

            5.  SPSR        ---> 保存程序状态字的寄存器  

    嵌入式Linux在这里是指跑在嵌入式计算机上的linux系统 ... ...

    一 特点

            1.  自由  ( 代码开源,可自行修改 )

            2.  稳定  ( 死机率非常低 )

    二 版本识别技巧

            linux内核的版本号类似"  主版本号.次版本号.释出版本号  "。比如对于内核2.6.39来说,2是主版本号,6是次版本号,39是释出版本号。

            如果主版本号或次版本号中有一个为奇数,那么这个内核还在测试中,很不稳定;反之,如果主版本号和次版本号都是偶数,那么这个

            版本的内核就是稳定版本。释出版本号与内核是否稳定无关。

    三 linux内核移植

            1.  定义:

                    是指对linux内核源码进行剪裁,使之能最大化的服务于特定硬件体系。

            2.  剪裁过程:

                    a.  修改内核源码

                    b.  将内核源码重新编译

                    c.  把生成的内核映像文件拷贝到相应分区

            3.  说明:

                    内核源码是基于C语言开发完成的。

    四 linux内核重要目录

            1.  /arch        ---> 所有和体系结构相关的代码

            2.  /drivers        ---> 各种驱动

            3.  /fs        ---> 文件系统

            4.  /include        ---> 编译核心时用的头文件

            5.  /init        ---> 初始化系统所用的代码

            6.  /kernel        ---> 进程调度代码

    五 大致学习步骤

            初步体验linux  ->  熟悉linux常用命令以及工具  ->  linux应用程序开发  ->  linux驱动程序开发  ->  熟悉kernel之后进入更加深层次的开发。

    一 命令行模式

            定义:

                    使用全字符的界面进行开发。

            特点:

                    占用的资源少,稳定。( 图形界面会占用许多资源,在很多种情况下带来不便 )

            说明:

                    命令其实就是一个程序,参数就是传递给它的变量。

    二 常用命令

            ls,  cd,  mkdir  vi,  gcc  ... ...

    里所编译的核心是已经移植好了的核心,而不是直接从ww.kernel.org上直接下载得到的核心。

    至于如何移植,不属于这个系列视频的学习范畴 ... ...

     一 编译步骤

            1.  获取linux内核源码(  已经移植好了的 )。

            2.  解压。

            3.  打开解压目录,修改makefile文件:

                    找到"  CROSS_COMPILE ?= ......  "这行,将......部分替换为"  交叉编译器的目录下的bin目

                    录的路径  " 

            4.  执行命令"  make menuconfig  ",进一步对参数进行配置。( 比如可以选择需要安装的驱动模块

                 等 )

            5.  执行命令"  make  zImage  "。( 'I'确保大写 )

            6.  编译完成之后,将在源码解压目录下的/arch目录下的/boot目录里产生一个新的zImage文件,将

            它拷贝到开发板的kernel分区即可完成linux操作系统的下载。

    一  方法一( 串口通讯 )

            1.  在PC开发端的linux环境中写好源代码。

            2.  使用交叉编译器arm-linux-gcc编译之。

            3.  用超级终端或者DNW建立ARM开发板与PC开发端的连接给ARM开发板上电,进入linux系统。

            4.  再用上面两种通讯软件之一进行USB文件传输即可。

            比起下面即将学习的方法,这种方法显得很笨,因为不利于调试。

    二 方法二( 网络文件系统NFS步骤 )

            1.  在PC开发端的linux环境中写好源代码。

            2.  在PC开发端的linux环境中使用交叉编译器arm-linux-gcc编译之。

            3.  用超级终端或者DNW建立ARM开发板与PC开发端的连接并启动ARM开发板,进入linux系统。

            4.  在ARM开发板的linux环境中执行命令"  ifconfig eth0 192.168.0.11  "建立IP。

            5.  在PC开发端的linux环境中执行命令"  ifconfig eth0 192.168.0.22 up  "建立IP。

            6.  在PC开发端的linux环境中执行命令"  service nfs restart  "启动NFS服务器。

            7.  在ARM开发板的linux环境中执行命令"  ping 192.168.0.22  "建立和PC开发端的连接。

            8.  在ARM开发板的linux环境中执行命令"  mount -n nolock,rsize=1024,wsize=1024,timeo=15 192.168.0.22:/ /mnt 

            "即可将PC开发端的linux环境中的根目录挂载到ARM开发板的linux环境中的/mnt目录里。       

            9.  打开ARM开发板下的/mnt目录下就能看到并和PC共享那个根目录。


    本文作者:泗水独酌

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