JZ2440使用笔记之熟悉uboot和Linux的移植

目录

一、点亮开发板：移植uboot、Linux内核、文件系统

1.1 配置上位机交叉编译环境

1.2 制作U-boot镜像文件

1.3 通过oflash.exe / openJTAG 烧写u-boot.bin到nand flash

1.4 U-boot的参数设置

1.5  制作Linux kernel镜像文件

1.6 制作文件系统镜像文件

1.7 配置上位机环境服务器环境

1.8 在U-boot下通过网络下载烧写Linux内核和文件系统

二、U-boot启动Linux内核原理简析

一、点亮开发板：移植uboot、Linux内核、文件系统

1.1 配置上位机交叉编译环境，

上位机：Ubuntu 16.04.2

1. 下载交叉编译工具： arm-linux-gcc-3.4.5-glibc-2.3.6.tar.bz2

2. 解压： tar -xvf arm-linux-gcc-3.4.5-glibc-2.3.6.tar.bz2

3. 查看解压后的路径： pwd

4. 配置环境变量：sudo vim /etc/profile 在文件最后加上 export PATH=$PATH:/home/qingzhu/Download/gcc/bin/

5. 使新的环境变量生效： source /etc/profile

6. 验证：执行 arm-linux-gcc -v 能看到打印出版本信息说明成功     （如果执行./arm-linux-gcc -v 都报错：no such file or directory, 可能是64位系统兼容问题，执行 sudo apt-get install lib32ncurses5 lib32z1）

1.2 制作U-boot镜像文件：

1. 下载源代码与补丁文件：u-boot-1.1.6.tar.bz2    u-boot-1.1.6_jz2440.patch（开发板配套光盘里有）

2. 解压源代码： tar -xvf u-boot-1.1.6.tar.bz2

3. 打补丁：进入解压后的目录，执行 patch -p1 < ../u-boot-1.1.6_jz2440.patch （实际上就是配置u-boot使其能驱动JZ2440）

3. 修改提示信息（这里是实验u-boot的参数可以通过 CFG_XXX 来配置）：/include/configs/100ask24x0.h

4. 返回根目录执行配置： make 100ask24x0_config

5. 编译： make

6. 编译完成会在源代码根目录生成： u-boot.bin（用于下载到开发板），同时在tools目录下生成 mkimage工具（用来制作uImage）

1.3 通过oflash.exe / openJTAG 烧写u-boot.bin到nand flash：

1. 安装：OpenOCD with GUI setup.exe

2. 把u-boot.bin复制到oflash.exe的同目录，运行oflash.exe按提示操作（或者修改cfg.txt：oflash.exe的配置文件）

3.开机，看到新的u-boot的提示信息变成OpenJTAG-qingzhu（如下）

1.4 U-boot的参数设置：

1. 下面显示的是在 /include/configs/100ask24x0.h 中设置的一些u-boot的参数：

2. 下图是在u-boot的命令行下通过 print 命令查看u-boot的参数设置：

1.5  制作Linux kernel镜像文件：

1. 获取源代码linux-2.6.22.6.tar.bz2  和补丁文件linux-2.6.22.6_jz2440.patch

2. 解压源代码，进入解压后的目录，打补丁：patch -p1 < ../linux-2.6.22.6_jz2440.patch

3. 打完补丁根目录下会有config_ok的文件，把它重命名为.config（如果我们自己执行make menuconfig来配置内核，最终也是为了生成.config）

4. 编译：make

5. 编译完成，会生成：/arch/arn/boot/zImage（经过压缩的可直接运行的内核镜像）

6. 制作uImage（为了能被u-boot引导）：uImage方式是uboot本身发明的支持linux启动的镜像格式　

　　mkimage -A arm -O linux -T kernel -e 0x30007fc0 -a 0x30007fc0 -n linux-2.6.22.6 -d zImage uImage
　　(0x30007fc0是从u-boot中获取的，在u-boot中执行 print查看)

1.6 制作文件系统镜像文件：

1. 下载解压busybox源代码，修改Makefile（比如：修改平台为arm，编译工具为arm-linux-等）；

2.执行配置：make menuconfig（如果make版本太高会出现兼容性问题，需修改Makefile，并安装libncurses5-dev）；

3. 编译：make

4. 安装：make install（指定一个目录，这样不会破坏pc的环境）；

5. 在指定目录下会生成 /bin/ /sbin/ /usr/ linuxrc；

6. 创建其他必须的目录：/etc/ /dev/ /lib/ ....

7. 制作文件系统镜像文件：
　　mkyaffs2image 目录 xxx.yaffs2

1.7 配置上位机环境服务器环境

现在JZ2440的nand flash已经被我们烧录好了u-boot，通过uboot的网络功能 tftp

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搭建 tftp 服务器：

1. 在线安装：apt-get install tftp-hpa tftpd-hpa
2. 建立传输目录：mkdir /tftpboot
3. 设置访问权限：chmod 777 /tftpboot
4. 修改配置文件：vim /etc/default/tftpd-hpa3

TFTP_USERNAME = "tftp"
TFTP_DIRECTORY = "/tftpboot"
TFTP_ADDRESS = "[::]:69"
TFTP_OPTIONS = "-l -c -s"

Note:
1. tftp下载文件的命令：tftp 服务器IP -g 待下载文件名 -l 目标文件名（比如：tftp 192.168.1.101 -g ledtest -l ./ledtest）
2. 如果下载出现“TFTP ERROR: ‘Permission denied’”，更改服务器上待下载文件的权限：chmod 777 待下载文件
3. 重启tftp服务: sudo service tftpd-hpa restart

ARM开发板的IP地址以及访问的tftp服务器的地址是在uboot里面写死的；
所以要在上位机上安装tftp服务器并配置静态ip地址；

配置eth0静态IP：

比如要设置静态IP为 192.168.1.101：在vim /etc/network/interfaces文末加上如下代码：

auto eth0
iface eth0 inet static
address 192.168.1.101
gateway 192.168.1.1
netmask 255.255.255.0
network 192.168.1.0

1.8 在U-boot下通过网络下载烧写Linux内核和文件系统：
现在我们已经做备好linux内核和文件系统的镜像文件：uImage和xxx.yaffs2
u-boot也已经烧录到nand flash里面（开发板烧录好u-boot之后，就“活了”，因为接下来的linux内核和文件系统的烧录都可以通过u-boot提供的命令来实现）

下面显示的是nand flash的分区信息：是在u-boot的源代码里面写死的

         bootloader              params                            kernel                                           root
|------ 256KB ------|----- 128KB -----|---------------- 2MB -----------------|------------.....------------------|
0                        4_0000              6_0000                                             26_0000

开机进入u-boot shell：
// 烧写Linux kernel
　　tftp 30000000 uImage // 把内核镜像下载到内存30000000
　　nand erase kernel // 擦除kernel分区
　　nand write.jffs2 30000000 kernel // 把内存30000000的内容烧写到kernel分区

// 烧写文件系统(yaffs2)
　　tftp 30000000 xxx.yaffs2 // 把文件系统镜像下载到内存30000000
　　nand erase root // 擦除root分区
　　nand write.yaffs2 30000000 0x260000 $(filesize) // 把内存30000000的内容烧写到root分区，0x260000是root分区的起始地址，$(filesize)表示只烧写文件大小的区域（否则默认会烧写整个root分区，这样可以节省时间）

二、U-boot启动Linux内核原理简析

2.1 uImage结构与U-boot的命令行：

u-boot的使用的是busybox的hush shell，自带了很多命令，比如当我们在u-boot shell环境下执行命令 boot，他会去启动linux，简单分析一下这个过程：
1. 首先获取环境变量 bootcmd；
　　
2. nand命令把内核读到内存中，bootm命令表示从内存的某个位置启动。
3. 在u-boot命令行输入：boot （会根据bootcmd参数来启动Linux Kernel）
4. 下图是红色部分是uImage比zImage多出来的文件头（在u-boot/include/image.h中定义了uImage的文件头结构，共64bytes）： 　　

包含如下信息：0x27051956是uImage的魔数；包含OS的类型，架构等等信息。

2.2 U-boot启动的大致流程：
1. u-boot在源代码里配置了一些参数（比如串口的波特率，命令行的提示信息等）给自己用（类似BIOS的 setup menu里面配置的参数）；
2. 同时u-boot也会传递参数给Linux kernel（比如 noinitrd 就是告诉linux kernel在加载文件系统时没有initrd可用）；