一、什么是系统移植
1.1 系统移植就是给开发板搭建一个Linux操作系统
1.2 从官方获取源码，进行配置和编译，生成板子需要的镜像文件
二、为什么学习系统移植
2.1 为后面学驱动开发课程打基础
2.2 驱动开发工程必备技能
三、如何学习系统移植
3.1 重点掌握配置和编译的流程
3.2 不要深追源码中的内容
四、课程安排
1.环境搭建 + gnu二进制工具集 + Makefile ----->1天 2.uboot移植和TF-A移植 ----->3天 3.内核移植 ----->1.5天 4.根文件系统 ----->1.5天
五、安装tftp服务器
5.1 安装步骤
重要内容：需要让ubuntu连接外网 tftp服务器：基于UDP协议完成简单文件的传输 作用：通过网线下载程序到开发板中 1.安装tftp服务器安装包 sudo apt-get install tftpd-hpa tftp-hpa tftpd-hpa：tftp服务器端 tftp-hpa：tftp客户端 2.在家目录下，创建一个文件夹，文件夹名字为tftpboot cd ~ mkdir tftpboot chmod 777 tftpboot 3.配置tftp服务器 1）打开配置文件 sudo vi /etc/default/tftpd-hpa 2）需要配置如下内容 3 TFTP_USERNAME="tftp" #tftp服务器名字 4 TFTP_DIRECTORY="/home/linux/tftpboot/" #tftp服务器下载路径，大家需要更改为自己的路径 5 TFTP_ADDRESS="0.0.0.0:69" #tftp服务器下载ip地址和端口号 6 TFTP_OPTIONS="-c -l -s" #保持默认的参数 4.重启配置文件 source /etc/default/tftpd-hpa 5.重启tftp服务器 sudo service tftpd-hpa restart 6.测试tftp服务器是否安装成功 1>在家目录创建huyue.c，在~/tftpboot目录下创建1.c 2>实验目的：将~/huyue.c上传到~/tftpboot，将~/tftpboot目录下1.c下载到当前目录 3>上传和下载步骤参考下图所示
5.2 作用
5.3 总结
1.在开发板中emmc设备或者TF卡设备中固化uboot镜像文件 2.在ubuntu中~/tftpboot目录下，准备好基于tftp服务器下载的文件 3.通过开发板的拨码开关，选择开发板的启动方式 4.开发板上电，uboot镜像文件加载到开发板内存中 5.在串口工具打印uboo信息，在倒计时时间进入0之前，按下enter键，进入交互模式 6.使用tftp命令通过网线下载程序到开发板中
六、安装nfs服务器
6.1 安装步骤
注意：一定保证ubuntu有网 nfs服务器：网络文件系统 作用：ubuntu通过网络的方式挂载文件到开发板中 1.安装nfs服务器安装包 sudo apt-get install nfs-kernel-server 2.在家目录下创建一个文件夹，文件夹的名字为nfs cd ~ mkdir nfs chmod 777 nfs 3.将rootfs-ok.tar.xz文件拷贝到~/nfs目录下 4.对文件进行解压 tar -vxf rootfs-ok.tar.xz 5.配置nfs服务器 1）打开配置文件： 2）在配置文件最后一行，添加如下内容：sudo vi /etc/exports 11 /home/linux/nfs/rootfs *(rw,sync,no_subtree_check,no_root_squash) 解释： /home/linux/nfs/rootfs：挂载路径，需要注意填写自己的路径 *(：之间不要有空格 rw：可读可写权限 sync：同步信息 no_subtree_check：不检查子目录的信息 no_root_squash：在开发板中默认权限就是管理员权限，不需要加sudo 6.重启nfs服务器 sudo service nfs-kernel-server restart 7.本地测试nfs服务器是否安装成功： 1>实验现象：将~/nfs/rootfs目录下内容挂载到/mnt目录下 2>挂载命令： sudo mount -t nfs 192.168.250.100:/home/linux/nfs/rootfs /mnt 解释： mount：挂载命令 -t nfs ：指定使用nfs服务器进行挂载 192.168.250.100：挂载的ip地址，通过ifconfig进行查看 /home/linux/nfs/rootfs：挂载的路径 /mnt：挂载到的路径 3>需要查看/mnt目录挂载的内容，和~/nfs/rootfs目录下内容是否一致 4>取消挂载命令： sudo umount /mnt
6.2 作用
6.3总结
1.在开发板中emmc设备或者TF卡设备中固化uboot镜像文件 2.在Ubuntu中~/tftpboot目录下，准备好基于tftp服务器下载的文件 3.通过开发板的拨码开关，选择开发板的启动方式 4.开发板上电，uboot镜像文件加载到开发板内存中 5.在串口工具打印uboot信息，在倒计时时间进入0之前，按下enter键，进入交互模式 6.使用tftp命令通过网线下载程序到开发板中，下载内容问设备树文件和uImage镜像文件 7.下载成功之后，linux内核进行启动，启动成功之后 8.通过网线实现从ubuntu挂载根文件系统到开发板中 9.挂载成功之后，在串口工具，可以查看到~/nfs/rootfs目录下相关内容
一、gnu二进制工具集
1.1 gcc命令
将.s文件生成.o文件 arm-linux-gnueabihf-gcc -c asm-led -o asm-led.o
1.2 ldd链接器
ld:链接命令，将.o文件链接生成.elf文件，需要指定链接的入口地址 arm-linux-gnueabihf-ld -Ttext=0xc0008000 asm-led.o asm-led.elf
1.3 objdump生成反汇编
objdump:生成反汇编命令，将.elf文件生成反汇编文件 arm-linux-gnueabihf-objdump -D asm-led.elf > asm-led.elf
1.4 objcopy生成二进制文件
objcopy:生成二进制文件，将.elf文件生成存粹二进制文件 .elf文件：包含符号表信息，调试信息 .bin文件：不包含符号表信息，调试信息 arm-linux-gnueabihf-objcoypy -o binary asm-led.elf asm-led.bin
1.5 nm查看符号表信息
命令：arm-linux-gnueabihf-nm asm-led.elf c00181e8 T __bss_end__ c00181e8 T _bss_end__ c00181e8 T __bss_start c00181e8 T __bss_start__ c00081a8 t delay_1s c00181e8 T _edata c00181e8 T __end__ c00181e8 T _end c0008000 t led1_init c000816c t led1_off c0008130 t led1_on c0008054 t led2_init c0008180 t led2_off c0008144 t led2_on c00080a8 t led3_init c0008194 t led3_off c0008158 t led3_on c00080fc t loop c00081ac t mm c0008000 T _start
1.6 size查看各个段大小
arm-linux-gnueabihf-size asm-led.elf
1.7 readelf查看文件头部信息
arm-linux-gnueabihf-readelf -h asm-led.elf
1.8 strip压缩文件体积
strip压缩文件体积，不可以对中间文件进行压缩(.i,.s,.o)只可以对可执行二进制文件压缩 arm-linux-gnueabihf-strip asm-led.elf
1.9 addr2line调试段错误信息
addr2line:用来调试内核中段错误信息
格式：arm-linux-gnueabihf-addr2line 地址 -e 指定elf文件 -f
-e:指定elf可执行文件
-f:回显函数名，行号
linux@ubuntu:~/DC22081/01-asm-led$ arm-linux-gnueabihf-addr2line c000816c -e asm- led.elf -f
led1_off
/home/linux/DC22081/01-asm-led/asm-led.S:146
以上学习所有命令，支持x86架构和arm架构，如果想生成x86架构，直接使用命令即可，不需要加交叉编译工具链前缀
如果想生成arm架构，需要加交叉编译链前缀
二、gcc编译流程
2.1 预处理
预处理作用：头文件展开，去掉注释，宏替换，不检查语法错误 gcc -E *.c -o *.i
2.2 编译
编译:生成汇编文件，检查语法错误 gcc -S *.i -o *.s
2.3 汇编
汇编:生成二进制文件，检查语法错误 gcc -c *.s -o *.o
2.4 链接
链接:链接对应的库，生成.elf可执行文件 gcc *.o -o 可执行文件
三、分析Makefile文件
makefile中四种赋值方式有什么区别？ ?= += := = ?= : 作用是当某变量前面已经定义赋值过，则不执行本次定义赋值，否则执行本次赋值 += : 追加赋值，旧值保持不变，将新值黏贴到旧值后面 := : 是覆盖式赋值，假如某变量在前面已经定义赋值过，则将本次赋值作为最新的变量值 = : 是最基本的赋值方式,与在文中位置无关，系统自动推导将最终的赋值作为该变量的值 # CORTEX-A53 PERI DRIVER CODE # VERSION 2.0 # ATHUOR www.hqyj.com # MODIFY DATE # 2019.04.12 Makefile # SHELL=C:/Windows/System32/cmd.exe # # 指定交叉编译工具链前缀 CROSS_COMPILE = arm-linux-gnueabihf- # 指定文件的名字 NAME = interface #=============================================================================# #-g:gdb调试信息 -marm:编译生成arm架构 -Wall:显示所有警告信息 -O0::优化等级信息 #-I:指定头文件路径 #-fno-builtin:不使用linux操作系统提供的库函数 #-nostdinc:不实用系统提供的头文件 CFLAGS += -g -marm -Wall -O0 -mabi=apcs-gnu -mfpu=neon -mfloat-abi=softfp -fno-builtin \ -nostdinc -I./common/include -I./include #ld:链接命令 LD = $(CROSS_COMPILE)ld #gcc:编译命令 CC = $(CROSS_COMPILE)gcc #nm:查看符号表信息 NM = $(CROSS_COMPILE)nm #objcopy:生成二进制文件 OBJCOPY = $(CROSS_COMPILE)objcopy #objdump:生成反汇编文件 OBJDUMP = $(CROSS_COMPILE)objdump #============================================================================# #wildcard是Makefile中内置函数 #函数功能:将某个文件夹下面的内容进行以字符串形式进行展开，并用空格隔开 #函数参数:需要展开目录文件 #函数返回值:以字符串展开后的结果 OBJSss := $(wildcard start/*.S) $(wildcard common/src/*.S) $(wildcard *.S)\ $(wildcard start/*.c) $(wildcard common/src/*.c) \ $(wildcard src/*.c) $(wildcard *.c) #patsubst是Makefile中内置函数 #函数功能:将一个字符串内容替换成另一个字符串 #函数参数: #第一个参数:源字符串，也就是要替换的字符串 #第二个参数:目标字符串，也就是替换后的字符串 #第三个参数:要替换的字符串目录 #函数返回值:替换后的目标 字符串 #将OBJSss目录下所有以.S结尾的字符串替换成.o OBJSs := $(patsubst %.S,%.o,$(OBJSss)) #将OBJSs目录下所有以.c结尾的字符串替换成.o OBJS := $(patsubst %.c,%.o,$(OBJSs)) %.o: %.S @echo " AS $@" @$(CC) $(CFLAGS) -c -o $@ $< #将所有以.S结尾的文件根据指定参数编译生成.o结尾的文件 #$@:目标 #$V:第一个依赖 #$^:所有依赖 %.o: %.c @echo " CC $@" @$(CC) $(CFLAGS) -c -o $@ $< #将所有以.c结尾的文件根据指定参数编译生成.o结尾的文件 all:clean $(OBJS) @echo " LD Linking $(NAME).elf" @$(LD) $(OBJS) -T map.lds -o $(NAME).elf #将OBJS目录下所有文件，根据链接脚本文件map.lds指定地址信息，生成elf文件 @echo " OBJCOPY Objcopying $(NAME).bin" @$(OBJCOPY) -O binary $(NAME).elf $(NAME).bin #将elf文件生成.bin文件 @echo " MAP Generating $(NAME).map" @$(NM) $(NAME).elf > $(NAME).map #将elf文件符号表信息重定向到interface.map文件中 @echo " OBJDUMP Objdumping $(NAME).dis" @$(OBJDUMP) -DS $(NAME).elf > $(NAME).dis #将elf文件生成反汇编文件到.dis文件中 distclean clean: @rm -rf $(OBJS) *.elf *.bin *.dis *.map @echo " CLEAN complete." install: sudo cp $(NAME).bin /mnt/hgfs/share/ huyue: @echo $(OBJSs) @echo $(OBJS)
一、uboot概念
1.1 uboot和bootloader关系
1.bootloader:是一系列引导加载程序的统称
boot：引导
loader：加载
2.uboot是引导加载程序中的一种
1.2 uboot特点
1.uboot是由德国DNEX小组进行维护的 2.uboot是一个开源分布式系统 3.uboot支持多种硬件架构平台(ARM/X86/POWERPC) 4.uboot短小精悍 5.uboot是一个裸机程序 6.uboot是一个短命鬼，只是引导linux内核进行启动，内核启动成功后，uboot 的生命周期就结束了 7.uboot在启动成功后，会给内核传递两个参数(bootcmd和bootargs)
1.3 uboot环境变量
一下所有学习的命令，都需要在串口工具进行输入
1.help ----->查看uboot中所有的环境变量相关信息内容
2.help uboot命令 ----->查看uboot命令中的环境信息
3.help loadb命令
help loadb -----> 串口工具输入命令
loadb - load binary file over serial line (kermit mode) -----> 打印帮助信息
Usage:
loadb [ off ] [ baud ] ----->uboot命令格式
- load binary file over serial line with offset 'off' and baudrate 'baud'
4.help go命令
FSMP1A> help go
go - start application at address 'addr'
Usage:
go addr [arg...]----->uboot命令格式
- start application at address 'addr'
passing 'arg' as arguments
5.help gpio命令
FSMP1A> help gpio
gpio - query and control gpio pins
Usage:
gpio <input|set|clear|toggle> <pin>
- input/set/clear/toggle the specified pin
gpio status [-a] [<bank> | <pin>] - show [all/claimed] GPIOs
input:设置输入的值
set：设置相应的值
clear:设置清除相应的值
toggle：设置gpio翻转状态
例子：
FSMP1A> gpio toggle gpioe10
gpio: pin gpioe10 (gpio 74) value is 1
FSMP1A> gpio toggle gpioe10
gpio: pin gpioe10 (gpio 74) value is 0
FSMP1A> gpio toggle gpiof10
gpio: pin gpiof10 (gpio 90) value is 1
FSMP1A> gpio toggle gpiof10
gpio: pin gpiof10 (gpio 90) value is 0
FSMP1A> gpio toggle gpioe8
gpio: pin gpioe8 (gpio 72) value is 1
FSMP1A> gpio toggle gpioe8
gpio: pin gpioe8 (gpio 72) value is 0
6.pri:打印环境变量信息 ------>串口工具输入:pri
FSMP1A> help pri
printenv - print environment variables ------>打印变量信息
Usage:
printenv [-a] ------> 查看所有环境变量信息
- print [all] values of all environment variables
printenv name ... ------>pri uboot变量
- print value of environment variable 'name'
7.pri/printenv ------> 打印环境变量信息
arch=arm ------> 指定架构
baudrate=115200 ------> 波特率
board=stm32mp1 ------>板子名称
bootargs=root=/dev/nfs nfsroot=192.168.1.210:/home/linux/nfs/rootfs,tcp,v4 console=ttySTM0,115200 init=/linuxrc ip=192.168.1.250
bootargs参数功能：自启动参数，设置ubuntu挂载根文件系统到开发板上的路径和ip地址
bootcmd=tftp 0xc2000000 uImage;tftp 0xc4000000 stm32mp157a-fsmp1a.dtb;bootm 0xc2000000 - 0xc4000000
bootcmd参数功能：自启动命令，倒计时时间进入0之前不按下enter键盘，进入自启动模式，并且执行自启动命令
bootdelay=3 ------>倒计时时间
ethaddr=12:56:78:ff:ff:4e ------>物理地址ip
gatewayip=192.168.1.1 ------>设置开发板网关
ipaddr=192.168.1.250 ------>设置开发板ip地址
netmask=255.255.255.0 ------>设置开发板子网掩码
serverip=192.168.1.210 ------>设置服务器(ubuntu)的ip地址
8.run -------> 运行run后面的命令 格式：run uboot命令 run bootcmd
1）交互模式：
当uboot启动成功之后，在倒计时时间进入0之前，按下键盘enter键，进入交互模式，和uboot命令进行交互
2）自启动模式：
当uboot启动成功之后，在倒计时时间进入0之前，不按下键盘enter键，进入自启动模式，执行自启动命令(bootcmd)不可以使用uboot命令
3）设置bootcmd格式
setenv bootcmd uboot命令1\;uboot命令2\;...............
saveenv
4）在arm课程中，需要输入两条命令：loadb 0xc0008000 go 0xc0008000
FSMP1A> setenv bootcmd loadb 0xc0008000\;go 0xc0008000
FSMP1A> saveenv
Saving Environment to MMC... Writing to MMC(0)... OK
5）在串口工具中，查看bootcmd环境变量信息
FSMP1A> pri bootcmd
bootcmd=loadb 0xc0008000;go 0xc0008000
6）在串口工具中，执行run bootcmd命令，观察现象
FSMP1A> run bootcmd
## Ready for binary (kermit) download to 0xC0008000 at 115200 bps...
7)在倒计时时间进入0之前，不按下键盘enter键，进入自启动模式，观察现象
Hit any key to stop autoboot: 0
## Ready for binary (kermit) download to 0xC0008000 at 115200 bps...
9.ping命令 ------->测试开发板和ubuntu组网是否成功
ping - send ICMP ECHO_REQUEST to network host
Usage:
ping pingAddress
格式：ping 服务器(ubuntu)ip地址
10.tftp命令 ------->使用tftp命令将文件下载到开发板内存中，一定保证开发板和ubuntu组网成功
FSMP1A> help tftp
tftpboot - boot image via network using TFTP protocol
Usage:
tftpboot [loadAddress] [[hostIPaddr:]bootfilename]
格式：tftp 地址 文件名
1.4 设置uboot环境变量
1.设置uboot环境变量:setenv ------>修改环境变量
2.保存uboot环境变量:saveenv ------>保存环境变量
3.修改环境变量格式：
setenv 要修改的环境变量 修改的值
saveenv
4.设置开发板倒计时时间为20s
FSMP1A> setenv bootdelay 20
FSMP1A> saveenv
Saving Environment to MMC... Writing to redundant MMC(0)... OK
FSMP1A> pri bo
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