Tiny4412 ARM开发环境搭建—NFS网络根文件系统制作

Tiny4412从SD卡启动的简单网络文件系统制作

Tiny4412从SD卡启动的简单网络文件系统制作
简介

安装工具
1 安装交叉编译工具

2 Minicom串口工具安装及配置

3 安装fastboot工具

4 安装NFS服务

5 关闭防火墙

编译内核

编译uboot并制作SD卡
1 Build uboot

2 制作启动 Tiny4412 的SD卡

3 使用SD卡启动 Tiny4412

4 使用fastboot工具烧写内核

制作简单的网络文件系统
2 NFS服务配置

3 使用busybox编译出命令

4 添加库文件和动态链接加载器

5 添加设备文件
51 编辑启动脚本

52 编辑init进程启动配置文件

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Tiny4412 ARM开发环境搭建–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

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

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

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

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Tiny4412 ARM开发环境搭建—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;