Building Embedded Linux1 Outline v Introduction v v

Building Embedded Linux(1)

Outline v. Introduction v開發系統 v. S 3 C 2410 X介紹 v. NAND & NOR FLASH v開發環境 2

Introduction 3

Introduction v. Building Embedded Linux System五步驟 Ø 必須先建立開發系統 Ø 確認目標板 Ø 建構開發環境 Ø Building Embedded Linux Ø 燒寫至儲存裝置 for Target 4

Building Embedded Linux for Target v建立一個基於Linux Kernel所產生的Embedded Linux，並不限定要用哪些 具及套件。 Ø 但基本上會包含 n n n Bootloader Linux Kernel UNIX utilities Native Library GUI Library　(Option) 9

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SBC-2410 v. Samsung S 3 C 2410 X ARM 920 T 32 -bit CPU (200 MHz) v 64 Mbytes NAND Flash v 1 Mbytes NOR Flash v 64 MB SDRAM(133 MHz) v. RS-232 C port x 1 v. USB Host x 1 v. USB Slave x 1 v. RJ-45 10 M Base-T Ethernet interface 16

SBC-2410 v. Button x 4 and Reset Button x 1 v. Led x 4 v. SD card connector v. LCD port v. Keyboard Port v. Other RS-232 C port 可額外接出 v. JTAG connector 20 Pin v. Board size 120 mmx 90 mm 17

S 3 C 2410 X v. SAMSUNG所製造的一顆16/32 bit RISC Microprocessor，並採用ARM 920 T Core，價 格低廉、低功率及高效能的特性。 18

FEATURES v. Architecture Ø Enhanced ARM architecture MMU to support Win. CE, EPOC 32 and Linux Ø ARM 920 T CPU core supports the ARM debug architecture. Ø Internal Advanced Microcontroller Bus Architecture (AMBA) (AMBA 2. 0, AHB/APB) 19

FEATURES v. System Manager Ø Little/Big Endian support Ø Address space: 128 M bytes for each bank (total 1 G bytes) Ø Supports external wait signals to expend the bus cycle Ø Supports self-refresh mode in SDRAM for powerdown 20

FEATURES v. NAND Flash Boot Loader Ø Supports Ø 4 KB booting from NAND flash memory internal buffer for booting Ø Supports storage memory for NAND flash memory after booting 21

FEATURES v. Cache Memory Ø 64 -way set-associative cache with I-Cache (16 KB) and D-Cache (16 KB) Ø 8 words length per line with one valid bit and two dirty bits per line Ø Write-through or write-back cache operation to update the main memory 22

NAND-Flash & NOR-Flash v. NOR-Flash和NAND-Flash是現在市場上兩種主要的 快閃記憶體技術 v. Intel於 1988年開發出NOR flash技術。 v隔年，1989年東芝公司發表了NAND flash結構。 23

NAND-Flash & NOR-Flash v由上列幾點可得知NOR-Flash適合較少抹寫 動作的資料存放，又常使用。所以通常NOR -Flash存放Bootloader。而NAND Flash放Root filesystem。 26

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Cross-Toolchain v在這裡使用的套件有以下 : Ø GNU Compiler Collection (gcc 2. 95. 3) Ø GNU C Library (glibc 2. 1. 3) Ø GNU Binutils (binutils 2. 10. 1) Ø Linux Kernel 2. 4 30

GNU Compiler Collection(gcc) v高度可移殖性，目前有超過三十種硬體平台和作業 系統可使用GCC。 硬體包括x 86, ia 64, alpha, hppa, m 68 k, Power PC, mips, IBM rs 6000, sparc/sparc 64等。 Ø 作業系統包含Microsoft 平台 到UNIX和IBM的 OS/2 Ø 33

GNU Binary Utilities(binutils) v主要包括二支公用程式 assembler, linker其餘的有ar、 ld 、gasp、ar、nm、objcopy、objdump、ranlib、 readelf、size、strings、strip、c++filt及addr 2 line。 36

GNU C Library (glibc) v. Libc 5問世後一兩年，GNU所開發的glibc做 成C函式庫，此時glibc即為系統函式庫。比 起libc 5，glibc符合許多標準及規範。 Ø ISO C Ø POSIX Ø Berkeley Ø SVID Ø XPG Unix 46

Cross-Toolchain v網路取得 (handhelds. org) Ø Ø www. handhelds. org/網站可取得cross-toolchain(ARM) 下載完後，使用下列步驟 : n n n Ø tar jxvf toolchain_name. tar. bz 2 解完後放於/usr/local/arm/ export PATH=$PATH: /usr/local/arm/3. 4. 1/bin/ 設置完後即可使用toolchain。 註: 解完後所放的位置是一定的，但必須依照原本 編譯時所存放的位置。 Toolchain網路位置: http: //www. handhelds. org/download/projects/toolchain/ 48

Building Cross-Toolchain v假設使用者為baw，建立編譯Cross-Toolchain所 需要用到的目錄。 Ø # mkdir -p /home/baw/Embedded_Linux_arm/Embedded_Project/tools/arm-linux Ø # ls /home/baw/Embedded_Linux_arm/Embedded_Project/tools/arm-linux 這樣將會循序地把沒有存在的目錄建立起來。 這樣即可知道是否已經建立起來，若沒有，會告知其目錄不 存在。 52

Building Cross-Toolchain v設置Cross-toolchain各種套件原始碼放置位置 於 $PRJROOT/build-source/ Ø# mkdir $PRJROOT/build-source v下載各需要用到的套件至此目錄。 Ø ftp: //ftp. gnu. org/gnu/ 可下載 Ø 下載binutils、gcc、glibc和glibc-linuxthreads 55

Building Cross-Toolchain v接下來建立各套件所擺放位置，一共要建立 Binutils、glibc、boot-gcc(中介編譯)及gcc Ø #mkdir $PRJROOT/build-source/Binutils $PRJROOT/build-source/Boot-Gcc $PRJROOT/build-source/Glibc $PRJROOT/build-source/Gcc 56

設置核心標頭檔 v更改kernel名稱 Ø# Ø# cd $PRJROOT/kernel/ mv linux-2. 4. 18 v至kernel目錄 Ø# cd $PRJROOT/kernel/linux-2. 4. 18 v進行kernel組態 Ø # make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux- menuconfig n Ø 進入組態畫面，需要選擇處理器及系統類型。 # make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux- dep 58

設置核心標頭檔 v建立核心標頭檔目錄 Ø# mkdir $TARGET_PREFIX/include v開始複製核心標頭檔 Ø Ø Ø # cp –r include/linux/ $TARGET_PREFIX/include # cp –r include/asm-i 386/ $TARGET_PREFIX/include/asm # cp –r include/asm-generic/ $TARGET_PREFIX/include 60

Building binutils v解開原始碼，並解於 作目錄。 Ø# Ø# cd $PRJROOT/build-source tar zxvf binutils-2. 10. 1. tar. gz v進入預設binutils 作目錄，並組態並安裝。 Ø# Ø cd Binutils #. . /binutils-2. 10. 1/configure --target=$TARGET --prefix=$PREFIX Ø# Ø# make install 61

Building binutils 組態畫面 62

Building binutils v當安裝成功後，在安裝目錄夾裡會有下列檔案。 Ø Ø 安裝目錄夾為　$PREFIX/bin 一共有以下檔案： arm-linux-addr 2 line arm-linux-as arm-linux-gasp arm-linux-nm arm-linux-objdump arm-linux-readelf arm-linux-strings arm-linux-ar arm-linux-c++filt arm-linux-ld arm-linux-objcopy arm-linux-ramlib arm-linux-size arm-linux-strip 63

Building C compiler v首先一樣解壓縮gcc套件。 Ø# Ø# cd $PRJROOT/build-tools tar zxvf gcc-2. 95. 1. tar. gz v進入gcc預設 作目錄，並組態。 Ø # cd Boot-Gcc/ Ø #. . /gcc-2. 95. 1/configure --target=$TARGET --prefix=$PREFIX --without-headers --with-newlib --enable-languages=c --without-headers 不使用標頭檔 --with-newlib 不使用glibc --enable-languages-c 只編譯C編譯器 64

Building C compiler v. Configure之後會產生其適當的Makefile，所以再來 建立編譯器 Ø # make all-gcc v編譯完成後，再接著安裝gcc Ø # make install-gcc v可在$PREFIX/bin 裡頭查看是否有C Compiler。 65

Building Glibc v解開Glibc套件： Ø# Ø# cd $PRJROOT/build-source tar zxvf glibc-2. 2. 3. tar. gz v並再解開linuxthread套件： Ø # tar zxvf glibc-linuxthreads-2. 2. 3. tar. gz -C glibc-2. 2. 3/ v移至glibc預訂 作目錄。 Ø# cd Glibc/ 66

Building Glibc v開始建立C函式庫。 Ø # CC=arm-linux-gcc. . /glibc-2. 2. 3/configure -host=$TARGET --prefix=“/usr --enable-add-ons --withheaders=$TARGET_PREFIX/include v編譯glibc Ø # make v安裝glibc Ø # make install_root=$TARGET_PREFIX prefix=“” install 67

Building C/C++ Compiler v進入預設完整編譯器 作目錄，並組態。 Ø# Ø# cd $PRJROOT/build-source/Gcc. . /gcc-2. 95. 1/configure --target=$TARGET -prefix=$PREFIX --enable-languages=c，c++ v組態完後編譯 Ø# make all v編譯完後安裝 Ø #make install 68

Cross-Toolchain v $PRJROOT/tools 目錄的內容 Ø bin Ø arm-linux Ø Include Ø Info Ø Lib Ø Man Ø Share cross-compile 具 目標板的檔案 cross-compile 具標頭檔 Gcc的info文件 讓cross-compile 具使用 的函式庫 cross-compile線上文件 無 70

Cross-Toolchain v $PRJROOT/tools/arm-linux 目錄的內容 Ø bin Ø etc Ø include Ø info Ø libexec Ø sbin 和glibc有關的目標板二元檔 只包括rpc 目標板用以建應用程式的標 頭檔 glibc 的 info 目標板使用的函式庫 pt_chown檔 目標板的/sbin 71