Part04嵌入式Linux开发环境的搭建ppt课件.ppt

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1、嵌入式Linux开发环境的搭建【学习目标】●了解嵌入式Linux系统的移植了解Bootloader的原理掌握嵌入式交叉编译环境的搭建学会编译Linux内核学会搭建Linux的文件系统9/15/20211一、嵌入式Linux系统的移植二、Bootloader的构成原理三、嵌入式交叉编译环境的搭建四、Linux内核和文件系统的烧写五、Linux内核的配置和编译六、linux文件系统的搭建七、NFS文件系统的配置和使用9/15/20212一、嵌入式Linux系统的移植Linux操作系统的移植主要包括移植Bootloader、移植Linux内核、移

2、植相应的驱动程序和构建文件系统。9/15/20213嵌入式系统与主机的连接方式JTAG接口JTAG仿真器与主机连接，将引导程序固化到FLASH中。串口主机通过minicom或Windows超级终端等工具获得目标板程序运行、调试信息。网络一般采用NFS、TFTP等协议传输文件。USB主机为USB主设备端，目标板为USB从设备端，用于下载程序到目标板中。9/15/20214Windows超级终端的使用9/15/20215minicom的使用9/15/20216二、Bootloader的构成原理简单地说，Bootloader就是在操作系统内核运行

3、之前运行的一段程序，它类似于PC机中的BIOS程序。通过这段程序，可以完成硬件设备的初始化，并建立内存空间的映射关系，从而将系统的软硬件环境带到一个合适的状态，为最终加载系统内核做好准备。通常，Bootloader比较依赖于硬件平台，建立一个通用的Bootloader是一件比较困难的事情。9/15/20217Bootloader的操作模式（一）系统加电或者复位以后，CPU从厂家预设的某个地址上取指执行，Bootloader通常被固化在这个地址上。在嵌入式开发时，通常要使用各种命令操作Bootloader，一般使用串口来连接PC和开发板，通过

4、串口输入各种命令和观察运行结果。用户使用产品时，不需操作Bootloader。9/15/20218Bootloader的操作模式（二）启动加载（BootLoading）模式：上电后，Bootloader将操作系统从固态存储设备中加载到RAM中执行，用户不需介入操作。是最终产品发布的模式，也叫“自主”模式。下载（DownLoading）模式：开发人员使用各种命令，通过串口、网口、USB等方式从主机下载内核镜像和文件系统等，将其固化至固态存储设备。9/15/20219Bootloader的启动流程由于Bootloader的实现依赖于CPU的体系

5、结构，因此大多数Bootloader都分为Stage1和Stage2两大部分。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中，而且通常都用汇编语言来实现，以达到短小精悍的目的。而Stage2则通常用C语言来实现，这样可以实现复杂的功能，而且代码具有更好的可读性和可移植性。9/15/202110Bootloader的启动流程－Stage1基本的硬件初始化，包括屏蔽所有的中断、设置CPU的速度和时钟频率、RAM初始化、初始化外围设备、关闭CPU内部指令和数据cache等。为加载stage2准备RAM空间，通常为了获

6、得更快的执行速度，通常把stage2加载到RAM空间中来执行，因此必须为加载Bootloader的stage2准备好一段可用的RAM空间。拷贝stage2到RAM中，在这里要确定两点：①stage2的可执行映像在固态存储设备的存放起始地址和终止地址；②RAM空间的起始地址。设置堆栈指针sp，这是为执行stage2的C语言代码做好准备。9/15/202111Bootloader的启动流程－Stage2用汇编语言跳转到main入口函数（blmain）由于stage2的代码通常用C语言来实现，目的是实现更复杂的功能和取得更好的代码可读性和可移植

7、性。但是与普通C语言应用程序不同的是，在编译和链接Bootloader这样的程序时，不能使用glibc库中的任何支持函数。初始化本阶段要使用到的硬件设备，包括初始化串口、初始化计时器等。在初始化这些设备之前、可以输出一些打印信息。检测系统的内存映射，所谓内存映射就是指在整个4GB物理地址空间中指出哪些地址范围被分配用来寻址系统的内存。加载内核映像和根文件系统映像，这里包括规划内存占用的布局和从Flash上拷贝数据。设置内核的启动参数。9/15/202112三、嵌入式交叉编译环境的搭建交叉开发模式就是指在主机上编辑、编译程序，然后在目

8、标板上运行、验证程序的过程。在裁减和定制Linux内核用于嵌入式系统之前，由于一般嵌入式开发系统的资源有限，通常都要在PC上建立一个用于目标机的交叉编译工具链，用该交叉编译工具链