一、Linux 设备驱动介绍及开发环境搭建(续)

1.2.6 uboot 编译安装

嵌入式 bootloader 的功能：
- 功能类似于 PC 的 BIOS、硬件检测是否正常
- 加载操作系统镜像到 RAM
- 设置不同的启动方式
常见的启动方式：
- NOR/NAND Flash 启动
- 从 SD 卡启动
- Bootloader 从网络加载 Linux 内核启动
uboot 编译
- 下载地址：ftp://ftp.denx.de/pub/u-boot/
  - 获取得版本为 u-boot-2017.01.tar.bz2，发布时间为 2017-1-15
- 主 Makefile 中修改 CROSS_COMPILE，config.mk 中修改 ARCH
- 配置 make vexpress_ca9x4_defconfig
- 编译 make -j8
- 测试 uboot 可用：qemu-system-arm -M vexpress-a9 -kernel u-boot -nographic -m 512M

启动成功后，需要对 uboot 配置网络功能，即 QEMU 网络功能设置

采用桥接(bridge)的网络连接与 Host 通信
需要主机内核 tun/tap 模块支持
配置：
- 主机安装工具包
  - sudo apt-get install uml-utilities
  - sudo apt-get install bridge-utils
- 创建 tun 设备文件：/dev/net/tun，工具安装成功后，会生成此设备节点
- 开启 tun 网络功能，使其声线：
  - 修改 /etc/network/interfaces 文件，重启生效
- 配置 /etc/qemu-ifup、/etc/qemu-ifdown 脚本，这些可能自动生成了，那就不需要配置
- 重启，使 br0 生效：
- 虚拟网口 br0 是 QEMU 虚拟机与Linux主机通讯的网口

内核配置编译：
- 使用 u-boot 引导内核镜像
  - 需要将内核编译为 uImage 格式
  - 需要指定 uImage 的加载地址
  - 编译时指定：make LOADADDR=0x60003000 uImage -j8
主机 TFTP 工具安装
- 工具安装：sudo apt-get install tftp-hpa tftpd-hpa xinetd
- 修改配置文件：/etc/default/tftpd-hpa
  - TFTP_DIRECTORY 是我们的工作目录，开发板从此目录下载镜像和配置文件，我们的镜像和配置文件也存放此目录中
- 创建 tftpboot 目录，mkdir tftpboot, chmod 777 tftpboot
- 配置 /etc/xinetd.conf，如果没有此文件，则创建此文件：

配置 /etc/xinetd.d/tftp 文件，如果没有此文件，则创建此文件
重启 tftp：
- sudo /etc/init.d/tftpd-hpa restart
- sudo /etc/init.d/xinetd reload
- sudo /etc/init.d/xinetd restart

- 测试 tftp
  - cd ..
  - tftp localhost
  - tftp> get test.c
  - 获取文件成功，则OK
启动测试：
- qemu-system-arm -M vexpress-a9 -kernel u-boot -nographic -m 512M -net nic,vlan=0 -net tap,vlan=0,ifname=tap0 -sd rootfs.ext3
- 注意：若是高版本得QEMU，则去掉 vlan 参数
- 脚本在最后

1.3 挂载 NFS 文件系统

1.3.1 介绍

主机 HOST 支持 NFS 服务
- 安装：sudo apt-get install nfs-kernel-server
- 配置NFS
  - 在 /etc/exports 文件中添加：
  - /home/rootfs *(rw,sync,no_root_squash,no_subtree_check)
    - /home/rootfs：是根文件系统的主目录
    - rw：可读可写
    - sync：磁盘和内存进行同步
    - no_root_squash：不执行开发板 root 用户映射为主机的匿名用户，保证权限重组
    - no_subtree_check：不检查根文件系统的子目录
- 开启 NFS 服务
  - /etc/init.d/rpcbind restart
  - /etc/init.d/nfs-kernel-server restart
修改 bootargs 启动参数
- 设置为 NFS 为根文件系统
- 设置主机 NFS 文件系统的地址
- nfsroot 是主机的 IP 地址
- ip 是开发板的 IP 地址
- 注意：若是 QEMU 得版本较高，则参数配置如下：
- 即相比于低版本 QEMU，在nfsroot 后添加了 proto=tcp,nfsvers=3,nolock 三个参数
内核支持挂载 NFS 文件系统
- make menuconfig 配置
- 修改完后：make uImage -j8
- 由于暂时 uboot 没办法启动内核，则单独启动内核
- VFS 已经 mount 成功
- 在根文件系统(/home/coco/work/rootfs)下创建一个文件：test.c，然后在 linux 控制台查看是否存在此文件

1.3.2 完善跟文件系统

启动流程：
- Linux 内核启动之后，挂载 NFS或其他根文件系统
- 然后开启 init 进程(前面设置的 bootargs 中，init=/linuxrc)，这个init 进程会执行 inittab 脚本
增加内核的各种用户接口，用户接口存在 /proc 和 /sys 下
- /etc 内核配置和启动文件，需要在下面添加以下文件
  - inittab：脚本文件，运行命令

 ::sysinit:/etc/init.d/rcS            ///< 启动 rcS 脚本

 #::respawn:-/bin/sh

 #tty2::askfirst:-/bin/sh

 #::ctrlaltdel:/bin/umount -a -r

 console::askfirst:-/bin/sh            ///< 启动控制台，控制台与 shell 绑定一起，"-" 表示启动 shell 之前，要启动 profile

 ::ctrlaltdel:/sbin/reboot

 ::shutdown:/bin/umount -a -r

- - fstab：文件init.d：目录

 挂载的文件系统    挂载的目录

 proc            /proc           proc            defaults

 tmpfs           /tmp            tmpfs           defaults

 sysfs           /sys            sysfs           defaults

 tmpfs           /dev            tmpfs           defaults

 var             /dev            tmpfs           defaults

 ramfs           /dev            ramfs           defaults                   

 注意：挂载的目录必须在根文件系统下存在，不存在则创建，这个文件的作用就是将文件系统挂载到目录的节点上

- - rcS：文件

 #!bin/sh

 # 设置环境变量

 PATH=/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin

 LD_LIBRARY_PATH=/lib

 export PATH LD_LIBRARY_PATH

 # 挂载各种文件系统，挂载的文件系统与 fstab 有关

 mount -a

 mkdir -p /dev/pts

 mount -t devpts devpts /dev/pts

 mdev -s

 mkdir -p /var/lock

 echo "--------------------------------------------------------------------------------"

 echo "Welcome to my cortex-a9 board"

 echo "--------------------------------------------------------------------------------"

- - profile：文件

 PS1='cortex_a9@arm:\w # '        ///< 显示控制台的格式，就相当于终端中的 coco@ubuntu:~/work/rootfs/etc$

 export PS1

 注意：此文件也可以做其他操作

重启 reboot 功能，已经在 inittab 中操作
最终结果

1.4 在开发板上运行应用和内核驱动程序

1.4.1 运行应用程序

　　main.c

　　执行交叉编译：arm-linux-gnueabi-gcc main.c

　　将生成 a.out 拷贝进开发板中（NFS 文件系统），并执行：

1.4.2 运行内核驱动程序

　　Makefile:

 .PHONY:all clean

 ifneq ($(KERNELRELEASE),)

 obj-m := hello.o

 else

 EXTRA_CFLAGS += -DDEBUG

 KDIR := /home/coco/work/kernel/linux-..

 all:

             make  CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi- ARCH=arm -C $(KDIR) M=$(PWD) modules

 clean:

             rm -fr *.ko *.o *.mod.o *.mod.c *.symvers *.order .*.ko .tmp_versions

 endif

　　拷贝 hello.ko 进NFS文件系统：cp /home/coco/work/code/test_driver/hello.ko ./work

　　加载模块：insmod hello.ko

　　查看模块：lsmod

　　卸载模块：rmmod hello.ko