Exynos4412从SD卡启动的简单网络文件系统制作

Exynos4412从SD卡启动的简单网络文件系统制作

1. 简介

嵌入式系统能够在开发板上正常运行，需要先进行系统配置，一个完整的嵌入式系统应该包含的几个部分:：uboot，kernel，rootfs，appfs。这几部分在ARM板Flash上的位置关系如下图所示：

注：图片来源于韦东山老师的《嵌入式Linux应用开发完全手册》

rootfs可以不用添加到开发板，而是部署到PC机上，开发板在运行完kernel，要挂载rootfs时，可以通过NFS网络挂载到设定好的PC机上的文件系统上。

操作系统: 内核 + 文件(应用, 配置, 设备, ...);
    bootloader: u-boot (交互界面) # lsX
                    help
    kernel    : linux  (没有交互)
    filesystem: rootfs android qt_rootfs ...
                       ....    ....
                shell

2. 安装工具

需要用到的安装工具包及源码包如下：

2.1 安装交叉编译工具

交叉编译：在PC机（x86平台）上开发程序，在ARM板上运行，提高开发、编译速度。

在编译uboot、内核、busybox、程序文件之前需要安装兼容开发板的交叉编译工具

参考Exynos4412交叉编译环境搭建

检测系统是否已经安装有交叉编译环境：

# arm-linux-gcc -v
bash: arm-linux-gcc: command not found

安装步骤：

1. 找到arm-linux-gcc-4.5.1-v6-vfp-20120301.tgz 所在路径，并解压压缩文件

# tar xf arm-linux-gcc-4.5.1-v6-vfp-20120301.tgz
# ls
arm-linux-gcc-4.5.1-v6-vfp-20120301.tgz  opt
// 解压后得到一个opt文件夹

1. 在usr/local/目录下创建文件夹，并将解压缩的文件夹./opt/FriendlyARM/toolschain/4.5.1/拷贝到/usr/local/arm/目录：

# mkdir /usr/local/arm
# cp opt/FriendlyARM/toolschain/4.5.1/ /usr/local/arm/ -rf

1. 修改环境变量：

# vim /root/.bash_profile
// 在文件末尾添加：
PATH=/usr/local/arm/4.5.1/bin/:$PATH
export PATH

1. 注销用户，重新登录用户后生效
   
   或者：

# source /root/.bash_profile
// 使配置文件生效

1. 检查交叉编译环境是否安装成功：

# arm-linux-gcc -v
......
gcc version 4.5.1 (ctng-1.8.1-FA)
// 交叉编译环境安装成功

检测到交叉编译环境版本为4.5.1，安装成功。

2.2 Minicom串口工具安装及配置

参考Minicom串口工具安装及配置

2.3 安装fastboot工具

2.4 安装NFS服务

现在多数Linux发行版都会自带NFS服务，一般系统安装时都会默认安装NFS服务，如果没有安装请查询资料自行安装，此处不再叙述NFS安装方法。

2.5 关闭防火墙

使用NFS网络文件系统需要系统关闭防火墙，否则，系统启动过程会失败。

4. 编译内核

Tiny4412编译内核linux-3.5后，将zImage烧写到SD卡中，启动过程中会出现卡死的现象

在kernel编译的时候将TrustZone模块去掉，之后再编译，再烧写

5. 编译uboot并制作SD卡

参考Tiny4412光盘资料README for FriendlyARM Tiny4412

5.1 Build uboot

a) 安装好toolchain
	(arm-linux-gcc-4.5.1-v6-vfp-20120301.tgz)
	并设置好环境变量PATH，保证可以正常使用。
b) 解压 uboot_tiny4412-20130929.tgz 并进入相应的目录
	# tar xzf uboot_tiny4412-20130929.tgz
	# ls
	uboot_tiny4412_0929  uboot_tiny4412-20130929.tgz
c) 配置 uboot 并编译
	# cd uboot_tiny4412
	# make tiny4412_config
	# make
d) 编译 用于生成bl2 的工具
	# make -C sd_fuse
	或者
	# cd sd_fuse; make

5.2 制作启动 Tiny4412 的SD卡

a) 先准备一张4G或以上的SDHC卡
	注意：该卡的已有数据将会被破坏，因此请先对SD卡上的数据进行备份。
b) 如果SD卡容量大于等于32G
	# cd uboot_tiny4412_0929/sd_fuse/tiny4412
	# vim sd_fusing.sh 
	 36 if [ ${BDEV_SIZE} -gt 32000000 ]; then
	 37     echo "Error: Block device size (${BDEV_SIZE}) is too large"
	 38 #   exit 1
	 39 fi
	将判断SD卡容量中的处理exit 1注释掉。
c) fusing SD card
	# 假设SD卡已被PC Linux识别为/dev/sdb, 以root用户运行以下命令即可：
	# cd sd_fuse/tiny4412
	# ./sd_fusing.sh /dev/sdb

5.3 使用SD卡启动 Tiny4412

a) 将已经制作好的SD卡插到Tiny4412板上，拨动S2切换到SDBOOT，同时连接串口线到PC且假设已经准备好。
b) 开发板加电，然后在串口控制台(如：Minicom)，按任意键进入uboot命令行模式
c) 对SD卡进行分区
	输入以下uboot命令即可对SD卡进行分区：
	# fdisk -c 0 320 806 518
	重新分区后，可重新格式化FAT分区
	# fatformat mmc 0:1

5.4 使用fastboot工具烧写内核

a) 进入fastboot模式以烧写内核镜像
	使用USB线连接Tiny4412的MICRO_USB口到PC，然后输入以下uboot命令:
	# fastboot
b) 烧写内核镜像到SD卡
	首先准备好的内核镜像zImage，进入zImage所在的文件夹
	在PC端输入以下命令进行烧写:
	# fastboot flash kernel zImage              (烧写kernel)

6. 制作简单的网络文件系统

6.2 NFS服务配置

6.3 使用busybox编译出命令

解压缩:

	# tar xf busybox-1.17.2-20101120.tgz    (linux基本命令)
    # cd busybox-1.17.2

编辑:

配置:

make defconfig    (默认)
make menuconfig    (修改默认配置)
        Busybox Settings  --->
            -> Build Options
                -> (arm-linux-) Cross Compiler prefix
                    ^^^^^^^^^^ 交叉编译
                    arm-linux-gcc  指定编译工具为交叉编译器;
在busybox中添加命令：rmmod insmod lsmod
		Linux Module Utilities  --->
			[ ] Simplified modutils
			[*]   insmod
			[*]   rmmod
			[*]   lsmod
			[*]     Pretty output
			[*]   modprobe
			[*]     Blacklist support
			[*]   depmod
make
make install
或者：
make && make install
^        ^
编译    安装(拷贝)
注意: 编译完时提示; 执行程序需要的依赖库;
    Trying libraries: crypt m
    Library crypt is not needed, excluding it
    Library m is needed, can't exclude it (yet)
安装完时提示
--------------------------------------------------
You will probably need to make your busybox binary
setuid root to ensure all configured applets will
work properly.
--------------------------------------------------
拷贝安装完的命令:
    cp ./_install/* /nfsroot -rf
到这里去执行编译好的程序，会提示执行失败????
    是因为在编译时，选择使用动态链接；要解决该问题，需要将交叉编译工具中的库文件拷贝到nfsroot/lib目录下。

6.4 添加库文件和动态链接加载器

(执行命令需要依赖库)

    mkdir /nfsroot/lib
    cp /usr/local/arm/4.5.1/arm-none-linux-gnueabi/lib/* /nfsroot/lib -rf
       ^ arm 架构的库和加载器

6.5 添加设备文件

(应用运行需要)

    mkdir /nfsroot/dev /nfsroot/sys /nfsroot/proc /nfsroot/tmp
    mkdir /nfsroot/etc
    mkdir /nfsroot/etc/init.d

6.5.1 编辑启动脚本:

    vim /nfsroot/etc/init.d/rcS
        #!/bin/sh
        //挂载虚拟文件系统:
        //    proc虚拟文件系统 : ps top
        //        kernel运行状况, 进程信息;
        /bin/mount -t proc  none /proc
        //    sysfs虚拟文件系统: mdev
        //        kernel中所有的支持的设备信息;
        /bin/mount -t sysfs none /sys
        //    tmpfs虚拟文件系统:
        //        断电清空数据/dev /tmp
        /bin/mount -t tmpfs none /dev
        //                         ^^^^
        ///dev实时描述当前kernel中支持的所有设备的节点;
        //    tmpfs同上;
        /bin/mount -t tmpfs none /tmp
        //mdev -s : 扫描/sys目录, 在/dev目录下生成设备节点;
        //busybox中有mdev, x86下没有;
        /sbin/mdev -s
        //支持热插拔; 需要kernel监听设备的插入拔出并调用/sbin/mdev命令;
        echo /sbin/mdev > /proc/sys/kernel/hotplug

设置脚本的执行权限:

    chmod 777 rcS

6.5.2 编辑init进程启动配置文件:

    vim /nfsroot/etc/inittab
        系统启动自动执行脚本:
        ::sysinit:/etc/init.d/rcS    (系统启动时执行)
        执行完脚本,执行shell, 指定shell输入输出终端ttySAC0:
        ttySAC0::respawn:/bin/sh    (任何时候都执行)

注意: 不需要添加inittab;
    ramdisk-u.img --> inittab --> rcS
        ^ 根文件系统;