嵌入式linux系統(tǒng)構(gòu)建

1、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告 課程名稱(chēng)：嵌入式系統(tǒng) 實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)：嵌入式linux系統(tǒng)構(gòu)建 姓 名： xxxx 學(xué) 號(hào): 1010092229 班 級(jí)： 10100922 指導(dǎo)教師： xxxxxxxxxx 評(píng) 分： 實(shí)驗(yàn)時(shí)間：實(shí)驗(yàn)題目：嵌入式linux系統(tǒng)構(gòu)建一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解ARM9嵌入式開(kāi)發(fā)板的基本結(jié)構(gòu)；2、掌握l(shuí)inux交叉編譯環(huán)境的建立；3、掌握編譯和移植linux系統(tǒng)的基本方法；二、 實(shí)驗(yàn)器材 1. 安裝有windows 7或者xp系統(tǒng)的且能聯(lián)網(wǎng)的pc一臺(tái)（如直接裝linux，則可以省略步驟一）；2. 采用Atmel公司基于ARM9架構(gòu)的處理器at91rm9200的開(kāi)發(fā)板一塊；

2、3. 網(wǎng)線(xiàn)一條，USB轉(zhuǎn)串口線(xiàn)PL2303一條，電源一只。三、 實(shí)驗(yàn)步驟安裝Ubuntu 11.10 鑒于對(duì)linux操作系統(tǒng)不是很熟悉，所以本次試驗(yàn)采用虛擬機(jī)的安裝方式，也即在Windows7環(huán)境下運(yùn)行Ubuntu。 1.安裝VMware 首先下載得到VMware8.0的安裝文件，安裝成功并破解后運(yùn)行VMware，如下圖所示： 2.新建linux虛擬機(jī) 點(diǎn)擊主界面“Create a New Virtual Machine”或直接使用菜單file新建，如沒(méi)有特殊需要?jiǎng)t選擇“typical”然后選擇Ubuntu 11.10的系統(tǒng)鏡像所在的路徑，然后填寫(xiě)虛擬機(jī)名以及Ubuntu用戶(hù)名及密碼，最后選

3、擇虛擬機(jī)安裝的路徑（默認(rèn)C盤(pán)，建議不安裝在C盤(pán)），確認(rèn)之后打開(kāi)虛擬機(jī)，之后則由VMware自動(dòng)安裝Ubuntu，安裝完成后如下圖： 輸入剛才設(shè)置的用戶(hù)名及密碼即可進(jìn)入并使用系統(tǒng)了，但此時(shí)為普通用戶(hù)，權(quán)限有限。 3. 進(jìn)入超級(jí)用戶(hù) 在普通用戶(hù)界面下按快捷鍵Ctrl+Alt+T進(jìn)入終端，輸入命令sudo passwd root，系統(tǒng)提示輸入密碼，此時(shí)設(shè)置自己的密碼（注意，終端不會(huì)顯示輸入），確認(rèn)之后則超級(jí)用戶(hù)root密碼設(shè)置成功。在終端下輸入命令su，再輸入密碼則可進(jìn)入超級(jí)用戶(hù)，此時(shí)符號(hào)由“$”變成“#”或者直接點(diǎn)擊右上角“Switch User Account”輸入用戶(hù)名“root”和密碼即可進(jìn)

4、入超級(jí)用戶(hù)，進(jìn)入后如下圖：安裝交叉編譯器 搭建交叉編譯環(huán)境是嵌入式開(kāi)發(fā)的第一步，也是必備的一步。搭建交叉編譯環(huán)境的方法很多，不同的體系結(jié)構(gòu)、不同的操作內(nèi)容甚至是不同版本的內(nèi)核，都會(huì)用到不同的交叉編譯器，而且，有些交叉編譯器經(jīng)常會(huì)有部分的bug，這都會(huì)導(dǎo)致最后的代碼無(wú)法正常地運(yùn)行。因此，選擇合適的交叉編譯器對(duì)于嵌入式開(kāi)發(fā)是非常重要的。鑒于此，我們慎重選擇了arm-linux-gcc-2.95.3 ；arm-softfloat-linux-gnu-gcc；arm-linux-gcc-4.4.3三種編譯器，經(jīng)測(cè)試，這三種編譯器能夠編譯成功。1.下載交叉編譯工具如上所述，本實(shí)驗(yàn)需要三種交叉編譯工具，分

5、別是arm-linux-gcc-2.95.3 ； arm-softfloat-linux-gnu-gcc； arm-linux-gcc-4.4.3。arm-linux-gcc-2.95.3 用于編譯boot.bin； arm-softfloat-linux-gnu-gcc 用于編譯u-boot.bin； arm-linux-gcc-4.4.3 用于編譯linux-2.6.38 kernel和busybox-1.19.2；2.安裝細(xì)則 進(jìn)入終端， 在/usr/local下新建一個(gè)文件夾arm，命令為mkdir /usr/local/arm 安裝路徑 arm-linux-gcc-2.95.3 解壓

6、至/usr/local/arm/ (先拷貝到/usr/local/arm/目錄下再解壓) arm-softfloat-linux-gnu-gcc 解壓至/usr/local/arm/ (先拷貝到/usr/local/arm/目錄下再解壓) arm-linux-gcc-4.4.3 解壓至/ (先拷貝到/目錄下再解壓) 解壓命令為： tar -jxvf arm-softfloat-linux-gnu.tar.gz 工具目錄下的bin加到$PATH即可 在終端下輸入gedit /etc/profile 在profile文件末尾加上: export PATH=/usr/local/arm/2.95.3

7、/bin:$PATH export PATH=/usr/local/arm/arm-softfloat-linux-gnu/bin:$PATH export PATH=/opt/FriendlyARM/toolschain/4.4.3/bin/:$PATH 設(shè)置好PATH后重啟ubuntu或直接在命令行執(zhí)行：source /etc/profile命令也可。 交叉編譯器安裝完成后如下圖所示：交叉編譯1. 編譯boot（用arm-linux-gcc-2.95.3編譯）下載并拷貝boot.tar.bz2到arm下，進(jìn)入arm文件夾（cd /usr/local/arm），解壓boot.tar.bz2得

8、到boot文件夾(tar -jxvf boot.tar.bz2)。進(jìn)入boot（cd boot）。修改文件用gedit命令。編譯后得到boot.bin。2. 編譯u-boot（用arm-softfloat-linux-gnu-gcc編譯） 下載并拷貝u-boot-1.3.4.tar.bz2到/home/at9200下，進(jìn)入/home/at9200 (cd /home/at9200)解壓得到u-boot-1.3.4文件夾（tar -jxvf u-boot-1.3.4.tar.bz2）。進(jìn)入u-boot-1.3.4（cd u-boot-1.3.4）。完成后產(chǎn)生u-boot.bin.gz文件。（壓縮

9、過(guò)程中一度出現(xiàn)亂碼，壓縮不成功，通過(guò)查閱gzip的help后，發(fā)現(xiàn)可能是參數(shù) -c的原因，用gzip -9 u-boot.bin則能壓縮成功）。3.編譯kernel（用arm-linux-gcc-4.4.3編譯）下載并拷貝linux-2.6.38.tar.bz2到/home/at9200下，進(jìn)入/home/at9200,解壓得到linux-2.6.38文件夾（tar -jxvf linux-2.6.38.tar.bz2），如需打補(bǔ)丁則需要用zcat命令。編譯步驟： 修改Makefile截圖：第四部既是配置內(nèi)核，是內(nèi)核編譯所有步驟中最重要的，它決定了生成的內(nèi)核的所有參數(shù)在做第四步的時(shí)候，出現(xiàn)如下

10、錯(cuò)誤： 后經(jīng)查閱，發(fā)現(xiàn)是編譯比較老的版本的u-boot時(shí)需要一個(gè)組件沒(méi)裝上，用命令apt-get install libncurses5-dev，安裝上該組件即可，進(jìn)入menuconfig界面如下：根據(jù)實(shí)際需要選擇需要編譯的部分，項(xiàng)目前面有“*”符號(hào)表示選中了。配置好后退出，然后執(zhí)行make命令，編譯器開(kāi)始編譯，等待一段時(shí)間如果不出錯(cuò)誤的話(huà)會(huì)在arch/arm/boot/生成zImage和Image 。然后用命令mkimage -e 0x20008040 -d arch/arm/boot/zImage uImage2638生成內(nèi)核鏡像文件uImage2638，但是執(zhí)行此命令時(shí)仍然需要安裝一個(gè)組

11、件，用命令apt-get install u-boot-tools安裝。查看生成的uImage2638，信息如下：4. 編譯busybox（用arm-linux-gcc-4.4.3編譯）下載并拷貝busybox-1.19.2.rar到/home/at9200下，并解壓（此處解壓rar文件仍然需要額外安裝組件，否則會(huì)出錯(cuò)，命令為apt-get install rar），由于本人不知道解壓rar文件的命令參數(shù)，故采用手動(dòng)解壓方法，用右鍵“extract here”選項(xiàng)。解壓后生成busybox-1.19.2文件夾，進(jìn)入該文件夾。編譯步驟：A. 修改Makefile（gedit Makefile）

12、修改如下： ARCH= arm CROSS_COMPILE= arm-linux-B.make menuconfig根據(jù)需要選擇需要編譯的命令，選擇方法和kernel一樣，按空格鍵即可選擇，如下圖：（做到這里，真后悔當(dāng)初沒(méi)學(xué)好英語(yǔ)啊，這么多的選項(xiàng)全看蒙了，很多不知道什么意思）。C.保存退出之后，執(zhí)行make clean命令，然后執(zhí)行make 命令，等待一段時(shí)間編譯成功， 在_install文件夾下生成一系列文件以及文件夾；5.制作根文件系統(tǒng)A. 其中，PREFIX用于指定安裝目錄，如果不設(shè)置該選項(xiàng)，則默認(rèn)在當(dāng)前目錄下創(chuàng)建_install目錄。創(chuàng)建的安裝目錄的內(nèi)容如下所示：rootubuntu:

13、/home/at9200/busybox-1.19.2# ls bin linuxrc sbin usr從此可知，使用busybox軟件包所創(chuàng)建的文件系統(tǒng)還缺少很多東西。下面我們通過(guò)創(chuàng)建系統(tǒng)所需要的目錄和文件來(lái)完善一下文件系統(tǒng)的內(nèi)容。 rootubuntu:/home/at9200/busybox-1.19.2# mkdir mnt root var tmp proc boot etc lib rootubuntu:/home/at9200/busybox-1.19.2# mkdir /mnt/chenhongzhchC.mkcramfs rootfs rootfs.cramfs 將準(zhǔn)備好的根

14、文件系統(tǒng)打包生成rootfs.cramfs移植系統(tǒng)A. 需要的軟件：SecureCRT，tftpd32；B. 需要燒寫(xiě)的文件：老師給的加上編譯過(guò)程中生成的9200loader.bin->boot.bin->u-boot.bin->uImage2638->rootfs.cramfsC. 連接實(shí)驗(yàn)板，此處用到了SecureCRT（與超級(jí)終端類(lèi)似），具體步驟如下：1.安裝串口轉(zhuǎn)usb線(xiàn)PL2303的驅(qū)動(dòng)；（裝好之后在windows設(shè)備管理中找到端口號(hào)，我pc上是com3）2.打開(kāi)SecureCRT新建一個(gè)連接，該連接參數(shù)設(shè)置如下： 3.連接，裸板連接上主機(jī)以后，在Secure

15、CRT主界面上會(huì)連續(xù)出現(xiàn)CCC字樣：D.燒寫(xiě)：* 以上過(guò)程需要配置tftpserver才能實(shí)現(xiàn)，具體配置如下： 1.U-boot運(yùn)行起來(lái)之后，設(shè)置環(huán)境變量，setenv serverip 8；<-主機(jī)ip； setenv ipaddr 7；<-板子ip； saveenv； 2.打開(kāi)tftpd32.exe，將當(dāng)前目錄設(shè)置為需要燒寫(xiě)的文件所在目錄（需事先將所有需要用 tftp傳送的文件拷在該目錄下）； 以上文件都按步驟燒寫(xiě)完成之后，重新啟動(dòng)板子，如果linux內(nèi)核和文件系統(tǒng)都啟動(dòng)成功，則整個(gè)linux系統(tǒng)移植完畢；如果沒(méi)啟動(dòng)成功則需要反復(fù)

16、檢查以上過(guò)程，直到成功為止。E.實(shí)驗(yàn)結(jié)果：?jiǎn)?dòng)過(guò)程：?jiǎn)?dòng)完畢：4 實(shí)驗(yàn)體會(huì)整個(gè)系統(tǒng)移植過(guò)程異常艱辛，主要包括四個(gè)步驟，安裝Ubuntu->安裝交叉編譯器->編譯->燒寫(xiě)。其中最主要也是最艱難的是編譯過(guò)程，需要編譯bootloader，kernel以及busybox，每個(gè)步驟都要修改Makefile，最主要的是修改編譯器版本。編譯kernel和busybox過(guò)程中一度出現(xiàn)很多錯(cuò)誤，有時(shí)是編譯器版本的問(wèn)題，有時(shí)是需要安裝額外的組件，有時(shí)是Makefile沒(méi)有修改正確，反正就是不通過(guò)。最終經(jīng)過(guò)很多次嘗試后總算都能編譯成功，但是燒寫(xiě)進(jìn)去后啟動(dòng)也出現(xiàn)失敗，原因未知。關(guān)于編譯kernel和busyb