《嵌入式程序设计》第三、四周学习总结
这两周主要学习了Linux交叉开发环境的搭建和bootloader的配置移植及编译，以及Linux的内核教材学习内容总结
一.交叉开发环境的搭建
1.交叉编译器的完整安装需要多个软件，包括binutils、gcc、glibc等软件。其中，gcc用来生成交叉编译器的，主要生成arm-linux-gcc交叉编译工具，生成此工具后已经搭建起了交叉编译环境，可以编译linux内核，但由于没有提供标准用户函数库，用户程序还无法编译；glibc主要是提供用户程序所使用的一些基本的函数库。这样交叉环境就搭建起来了。
二、编译嵌入式Linux内核
（1）内核配置
内核配置中的选项主要是用户用来为目标选择处理器架构的选项，不同的处理器架构会有不同的处理器选项，ARM必须确保在根目录中makefile里“ARCH”的值已设定了目标版的类型。
如：ARCH :=arm
（2）内核支持的4种不同的配置方法
这几种方法只是与用户交互界面不同，其实现的功能一样。每种方法都会通过读入一个默认的配置文件--根目录下“.config”隐藏文件
①make config基于文本的最为传统的配置界面
②make menuconfig基于文本选单的配置界面，字符终端下推荐使用
③make xconfig基于图形窗口模式的配置界面，Xwindow下推荐使用。
④make oldconfig自动读入".config"配置文件，并且只要求用户设定前次没有设定过的选项
注意：2.4和2.6内核在串口命令上的一个重要区别，在2.4内核中"COM1"对应的是"ttyS0"，而在2.6内核中"COM1"对应"ttySAC0",因此在启动参数的子项要格外注意。
（3）建立依赖关系通常在第一次编译内核的时候进行，它会在内核源码树中每个子目录产生一个".depend"文件。运行"make dep"即可，在编译2.6版本直接输入"make"即可。
（4）Linux内核源码目录结构
①/include:子目录包含了建立内核代码时所需的大部分包含文件，这个模板利用其它模板重建内核。
②/init:子目录包含了内核的初始化代码，这里的代码是内核工作的起始入口。
③/arch：子目录包含了所有处理器体系结构特定的内核代码
④/drivers:子目录包含了内核中所有的设备驱动程序，如块设备和SCSI设备
⑤/fs:子目录包含了所有的文件系统的代码
⑥/net子目录包含了内核的网络相关代码
⑦/mm子目录包含了所有内存管理代码
⑧/ipc子目录包含了进程间通信代码
⑨/kernel子目录包含了内核核心代码
（5）将工具链加入到PATH中：
(PATH，查看/usr/bin
第一种：)export PATH=$PATH:/usr/local/arm/gcc-3.4.6-glibc-2.3.6/bin
这种方法关掉客户端就没了
第二种：添加到下面三个文件其一均可
/etc/profile是系统启动过程执行的一个脚本，对所有用户都生效。
/.bash_profile是用户的脚本，在用户登录时生效。
～/.bashrc也是用户的脚本，在～/.bash_profile中调用生效。
三.U-Boot移植配置
（1）U-Boot源码结构
①board:和一些已有开发板有关的代码，如makefile和U-Boot.lds
②common:与体系结构无关的代码，用来实现各种命令的C程序
③cpu：包含CPU相关代码，其中的子目录都是以U-BOOT所支持的CPU为名，如子目录arm926ejs等
④disk：disk驱动的分区相关代码
⑤doc：文档
⑥drivers：通用设备驱动程序，比如各种网卡、支持CFI的Flash
⑦fs：支持文件系统的文件
⑧include：头文件，还有对各种硬件平台支持的汇编文件
⑨net：与网络有关的代码
⑩lib_arm：与ARM体系结构相关的代码
⑪tools：创建S-Rccord格式文件和U-BOOT image的工具
（2）U-Boot移植主要步骤
①建立自己的开发版类型
在Makefile文件中添加两行
@$(MKCONFIG) $(@:_config=) arm arm920t eduk2410 NULL s3c24x0```
其中"arm"为表示处理器体系结构的种类，"arm920t"表示处理器体系结构的名称 eduk2410为主板名
②在board目录中建立eduk2410目录，将smdk目录中的内容复制到该目录中
③修改GPIO配置
修改0x00044555改为0x0004455A:
（3）编译U-Boot
①首先运行如下命令配置U-Boot：
``` # make eduk2410_config```
Configuring for edul2410 board...
②然后运行make命令编译：
make
四.基本文件操作
①open（）函数用于打开或创建文件
②close（）函数用于关闭一个被打开的文件
③read（）函数用于将从指定的文件描述符中读出的数据放到缓冲区中，并返回实际读入的字符数。
④write（）函数用于向打开的文件写数据，写操作从文件的当前指针位置开始。
⑤lseek（）函数用于在指定的文件描述符中将文件指针定位到相应的位置。它只能用在可定位（可随机访问）文件操作中。
##课后作业总结
（1）创建src_file文件
（2）创建copy_file.c文件
（3）进行编译
（4）运行
（5）dest_file文件内容跟src_file一致
（6）代码注释
/* copy_file.c */
// 加入头文件
include <unistd.h>
include <sys/types.h>
include <sys/stat.h>
include <fcntl.h>
include <stdlib.h>
include <stdio.h>
// 每次读写缓存大小，影响运行效率
define BUFFER_SIZE 1024
// 源文件名
define SRC_FILE_NAME "src_file"
// 目标文件名
define DEST_FILE_NAME "dest_file"
// 复制的数据大小
define OFFSET 10240
int main()
{
// 定义源文件和目标文件
int src_file, dest_file;
// 定义数据的缓存区
unsigned char buff[BUFFER_SIZE];
// 定义数据长度
int real_read_len;
// 以只读方式打开源文件
src_file = open(SRC_FILE_NAME, O_RDONLY);
// 以只写方式打开目标文件，若此文件不存在则创建该文件，访问权限值为644
dest_file = open(DEST_FILE_NAME, O_WRONLY | O_CREAT,
S_IRUSR | S_IWUSR | S_IRGRP | S_IROTH);
// 如果源文件或目标文件没有，输出“ Open file error ”
if(src_file < 0 || dest_file < 0)
{
printf("Open file error
");
exit(1);
}
// 将源文件的读写指针移到最后10KB的起始位置
lseek(src_file, -OFFSET, SEEK_END);
// 读取源文件的最后10KB数据并写到目标文件中，每次读写1KB
while((real_read_len = read(src_file, buff, sizeof(buff))) > 0)
{
//将数据写到dest_file文件里
write(dest_file, buff, real_read_len);
}
// 关闭目标文件
close(dest_file);
// 关闭源文件
close(src_file);
return 0;
}
##实验楼
[BootLoader配置移植及编译实验](https://www.shiyanlou.com/courses/reports/1274688)
## 学习进度条
| | 代码行数（新增/累积）| 博客量（新增/累积）|学习时间（新增/累积）|重要成长|
| -------- | :----------------:|:----------------:|:---------------: |:-----:|
| 目标 | 5000行 | 15 | 20/20 | |
| 第一周 | 200/200 | 2/2 | 1/1 |vi的使用 |
| 第二周 | 1000/1200 | 3/7 | 7/8 |gcc,gdb,makefile |
| 第三周 | 500/1700 | 1/8 | 4/12 |U-Boot |
| 第四周 | 1500/3200 | 1/9 | 6/18 |Linux的内核 |
## 参考资料
- 《交叉环境编译PPT》
- 《嵌入式Linux应用程序开发标准教程》