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ARM：系统移植1

2023-05-16

一、系统移植的概述

【1】目的：

1、软硬件可裁剪：硬件发生变化，软件要进行裁剪，适配硬件。
2、学习linux驱动的开发，前提开发板上需要运行linux系统。移植linux内核系统到开发板上。

【2】掌握：

1、编译的流程
2、配置的流程

【3】步骤（linux和windows的对比）：

1、环境的搭建-----------U盘启动盘
2、u-boot移植 -----------BIOS
3、linux内核移植--------windows内核移植
4、根文件系统移植-----C盘移植

【4】PC和开发板的连接方式

1、串口：打印内核或者uboot源码的调试信息，下载程序
2、网线：通过网线下载程序，速度快
3、miniusb：当uboot不支持网卡驱动，使用miniusb下载程序，fastboot工具

二、安装交叉编译工具链

【1】系统移植 > 交叉编译工具链
【2】编译文件介绍：

1、.i：预处理文件
2、.s：汇编文件
3、.o：机器码文件：可以在linux中运行

  • 1-3是编译环节，生成的只是机器码

4、.elf：可执行文件：需指定程序入口地址
5、.dis：反汇编文件
6、.bin：二进制文件：只有在开发板上才可以运行

【3】编译命令：

☆☆1、gcc编译：生成机器码，将（.s / .c）生成（.o）
arm-none-linux-gnueabi-gcc -c <.s或.c> -o <.o>

☆☆2、ld链接：将（.o）文件链接成可执行文件（.elf)，指定程序入口地址
arm-none-linux-gnueabi-ld -Ttext=0x43c00000 <.o> -o <.elf>

3、objdump反汇编： 将（.elf）文件反汇编生成反汇编文件（.dis）
arm-none-linux-gnueabi-objdump -D <.elf> > <.dis>

☆☆4、objcopy二进制：将（.elf）文件生成二进制文件（.bin）
arm-none-linux-gnueabi-objcopy -O binary <.elf> <.bin>

5、nm： 查看可执行文件的符号表
arm-none-linux-gnueabi-nm <.elf>

6、size：查看可执行文件中各数据段的大小
arm-none-linux-gnueabi-size <.elf>

☆☆7、readelf : 查看可执行文件的头部信息
arm-none-linux-gnueabi-readelf -h <.elf>

☆☆8、strip：压缩可执行文件命令，删除符号表
arm-none-linux-gnueabi-strip <.elf>

☆☆9、addr2line：根据地址信息定位错误信息
arm-none-linux-gnueabi-addr2line -e <.elf> 0x43c01768 -a -f
常用于定位野指针或者空指针等错误信息引起的内核崩溃

三、安装tftp服务

【1】使用tftp服务通过网线下载程序到开发板上
【2】安装步骤：

1、检查是否安装了tftp服务

dpkg -s tftpd-hpa

2、安装tftp服务

ping www.baidu.com
sudo apt-get update  #更新源  
sudo apt-get install -f  #更新依赖
sudo apt-get install tftpd-hpa tftp-hpa

3、配置tftp相关环境变量

cd ~ 
mkdir tftpboot 
chmod 777 tftpboot 

tftpboot文件夹的作用？
答：将需要下载的文件，放到tftpboot目录下，当使用tftp命令下载是，tftp命令会自动的到ubuntu的tftpboot目录下找对应的要下载的文件。

4、修改tftp的环境变量

  # /etc/default/tftpd-hpa
  # tftp服务
  TFTP_USERNAME="tftp"
  # 指定自己的tftpboot的路径
  TFTP_DIRECTORY="/home/linux/tftpboot"
  # 端口号默认为69
  TFTP_ADDRESS="0.0.0.0:69"
  # 权限相关参数
  TFTP_OPTIONS="-c -s -l"

5、重启tftp服务

sudo service tftpd-hpa restart

6、测试

tftp 127.0.0.1   #启动tftp服务
	tftp> put  文件名    
			---》 上传当前目录下的文件到tftpboot目录下
	tftp> get  文件名
			---》 从tftpboot目录下下载文件到当前目录下
	tftp> q    ---》退出tftp服务

四、安装NFS服务

【1】Network File System：通过网络的方式挂载根文件系统
【2】安装步骤：

1、检查ubuntu是否安装nfs服务

dpkg -s nfs-kernel-server

2、安装nfs服务

sudo apt-get install nfs-kernel-server

3、配置nfs相关环境变量

sudo vi /etc/exports 
# 在文件的末尾添加以下内容：
/home/linux/nfs/rootfs *(w,sync,no_subtree_check,no_root_squash)
# nfs服务从这个路径下挂在跟文件系统
# *：所有的用户
# sync：同步
# no_subtree_check：不检查子目录的权限
# no_root_squash：如果客户端时root用户，具有相同的访问权限

4、在家目录下创建nfs文件	

cd ~
mkdir nfs 
chmod 777 nfs 
# 在"系统移植资料/镜像/rootfs-ok.tar.bz2 "文件中
# 拷贝压缩包到nfs文件夹下
tar -vxf rootfs-ok.tar.bz2

5、重启nfs服务

sudo  service nfs-kernel-server restart 

6、测试

# 将根文件系统挂载到/mut目录下
sudo mount -t nfs 192.168.1.222:/home/linux/nfs/rootfs /mnt 
# 取消根文件系统的挂载
sudo umount /mnt

五、bootloader

【1】1、概念：引导加载linux内核的启动，是所有启动程序的总称
2、u-boot / uboot：是bootloader的一种
【2】u-boot常用命令：要在倒计时结束前按任意键进入交互模式
1、help：帮助手册
2、loadb：

loadb 内存起始地址
使用kermit协议

3、go：启动程序

go 内存起始地址

4、printenv/print/pri：打印u-boot的环境变量

pri

baudrate ：波特率
bootargs ：自启动参数 （后边详细讲解）
bootcmd ：自启动命令 （后边详细讲解）
bootdelay ：启动倒计时时间
gatewayip ：网关
ipaddr ：开发板IP地址
netmask ：子网掩码
serverip ：ubuntu服务器的IP地址

5、增加环境变量

eg：
setenv board_name s5p6818
@ 注意：名字间不要有空格，名字和值之间的"="自动填充
saveenv @保存环境变量，如果不保存会掉电丢失

6、删除环境变量

setenv board_name
saveenv

7、修改环境变量

setenv bootdelay 10
saveenv

8、md：查看内存地址中的值

md 内存地址

9、nm：修改内存地址中的值

nm 内存地址

10、tftpboot/tftp：下载程序

11、ping：检查开发板与linux是否联通

【3】tftp的使用
1、步骤：
1）安装tftp服务
2）关闭windows防火墙
3）修改电脑的有线网卡为百兆全双工

控制面板 > 网络和 Internet > 网络和共享中心 > 更改适配器设置 > 以太网(PCIE)右键属性 > 网络窗口 >点击配置 > 高级窗口 > Speed & Duplex > 修改为：100MBPs Full Duplex > 确定

4）ubuntu IP地址的设置网段和windows的网段保持一致

设置开发板uboot中以下几个环境变量
gatewayip ：网关
ipaddr ：开发板IP地址
netmask ：子网掩码
serverip ：ubuntu服务器的IP地址

setenv gatewayip 192.168.1.1 		
setenv ipaddr    192.168.1.222 		
setenv netmask   255.255.255.0 		
setenv serverip  192.168.1.250
saveenv

5）测试是否可以ping通
FS6818# ping 192.168.1.250
成功：
Speed: 100, full duplex
Using dwmac.c0060000 device
host 192.168.1.250 is alive

2、使用tftp命令下载程序：
1）首先将.bin文件拷贝到~/tftpboot目录下
学习ARM阶段的代码，拷贝一个.bin文件到tftpboot。
2）tftp下载程序
FS6818# tftpboot 0x43c00000 interface.bin
或者
FS6818# tftp 0x43c00000 interface.bin

		出现以下内容，表示下载成功：
		Speed: 100, full duplex
		Using dwmac.c0060000 device
		TFTP from server 192.168.1.222; our IP address is 192.168.1.250
		Filename 'interface.bin'.
		Load address: 0x43c00000
		Loading: T T T T T #
				 0 Bytes/s
		done
		Bytes transferred = 9032 (2348 hex)
		FS6818#
		
		注意： 
		T  ： 超时（TIMEOUT）
		
		解决思路：
			*1. 重启tftp服务即可，
			sudo service tftpd-hpa restart 
			重启tftp服务的命令会经常使用到。
			2. 检查开发板是否可以ping通ubuntu。
			
	3）运行程序 
		FS6818# go 0x43c00000
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