target remote 192.168.5.133:2331
# Disable watchdog
monitor memU32 0xfffffd44 = 0x00008000

# PD6 - EBI0_NCS4, PD11 - EBI0_NCS2, PD15 - EBIO_CS3/NANDCS, PD16~PD31 - EBI0_D16~EBI0_D31
monitor memU32 0xfffff844 = 0xffff8840
monitor memU32 0xfffff864 = 0xffff8840
monitor memU32 0xfffff870 = 0xffff8840
monitor memU32 0xfffff804 = 0xffff8840

# Configure the EBI0 Slave Slot Cycle to 64
monitor memU32 0xffffec50 = 0x00000040

# Initialize the matrix, VDDIOMSEL = 1 -> Memories are 3.3V powered
monitor memU32 0xffffed20 = 0x0001000a

# Configure SDRAM Configuration Register
monitor memU32 0xffffe208 = 0x85227259
monitor sleep 10
# Perform Command - Precharge All
monitor memU32 0xffffe200 = 0x00000002
monitor memU32 0x20000000 = 0x00000000
monitor sleep 20
# Perform Command - Refresh for 8 times
monitor memU32 0xffffe200 = 0x00000004
monitor memU32 0x20000004 = 0x00000001
monitor memU32 0xffffe200 = 0x00000004
monitor memU32 0x20000008 = 0x00000002
monitor memU32 0xffffe200 = 0x00000004
monitor memU32 0x2000000c = 0x00000003
monitor memU32 0xffffe200 = 0x00000004
monitor memU32 0x20000010 = 0x00000004
monitor memU32 0xffffe200 = 0x00000004
monitor memU32 0x20000014 = 0x00000005
monitor memU32 0xffffe200 = 0x00000004
monitor memU32 0x20000018 = 0x00000006
monitor memU32 0xffffe200 = 0x00000004
monitor memU32 0x2000001c = 0x00000007
monitor memU32 0xffffe200 = 0x00000004
monitor memU32 0x20000020 = 0x00000008
# Perform Command - Load Mode Register
monitor memU32 0xffffe200 = 0x00000003
monitor memU32 0x20000024 = 0xcafedede
# Set Refresh Timer
monitor memU32 0xffffe204 = 0x000002bc
# Perform Command - Set Normal mode
monitor memU32 0xffffe200 = 0x00000000
monitor memU32 0x20000000 = 0x00000000
file /home/lxz/share/u-boot-1.3.4/u-boot
load

• BDI1000/2000/3000

目前我知道的最牛X的调试工具，可以调试ARM、MIPS、PPC、ColdFire、XScale等多种处理器。无需更换硬件，只需要买不同的软件授权就可以调试不同的CPU。JTAG下载速度可以上兆，以太网接口。因为太贵了（BDI2000好像要人民币50000吧），我没怎么研究它到底配合什么软件来调试，不过GDB它是肯定支持的，它一直是我心目中的神话啊。

• J-Link原版

J-Link是IAR公司为ARM开发的调试工具，支持RDI协议的调试工具，如Keil、ADS、IAR等；支持GDB调试；什么SWD之类的用得很少，有没有都一样；但J-Link不支持ARM10以上的内核。JTAG下载的速度可以达到400~500K，正版价格大约5000人民币（全功能）吧，这么贵基本也不考虑了。

• Multi-ICE原版

ARM公司的原创调试工具，支持全系列ARM芯片，现在多少钱我也不知道了，反正在2000~3000人民币这个级别。我这里指的是国内做得比较好的那些，比如Realview之类的。仅仅支持ADS、SDT之类的裸奔代码调试，JTAG下载速度130K左右。虽然这几年Multi-ICE是国内ARM调试绝对的霸主，但现在ARM公司已经停止对ADS的维护了，Multi-ICE会开始走向没落。

• Multi-ICE盗版

国内有很多Multi-ICE的盗版，功能和Multi-ICE原版一样，并口的、USB的都有，价钱几百块人民币，淘宝上到处都有。但是和J-Link盗版相比，不推荐购买。

• J-Link盗版

最近这段时间，J-Link盗版渐渐开始多起来了，淘宝上也很多，功能和原版没有区别。价格大约在几百人民币左右，从性价比来看，推荐购买。我之后还会写一篇用J-Link调试ARM的文章，当你入门之后，绝对无法忍受今天介绍的这个低成本方案的JTAG下载速度，那时就买个J-Link来爽爽。

• U-Link盗版

U-Link是Keil公司做的用于ARM和某些增强型8051调试的工具，由于Keil公司做U-Link的时候没有加密，导致现在盗版满天飞，只需要100多块钱就可以买到一个。现在Keil已经被ARM收购，U-Link也是ARM一家的了。U-Link正版在盗版的排挤下，根本没有什么买的必要；U-Link仅仅支持Keil，而且JTAG下载速度仅有20~30K。

• Wiggler电缆

Wiggler是世界上最泛滥的一种调试工具，它非常简单，只需要一片74HC244，一个9013，几个电阻就可以。本来Wiggler是Macraigor（http://www.macraigor.com/）制作的，可以支持Macraigor的OCDRemote这个GDB Server，可以支持ARM、PPC、ColdFire、MIPS、XScale等多种CPU。后来因为它结构太简单，被人破解后搞得全世界都是，于是Macraigor怒了，现在用OCDRemote必须是Macraigor原厂的Wiggler了……尽管如此，后人又在Wiggler的硬件基础上开发了很多的调试工具，例如H-Jtag；另外也有其他的调试工具增加了对Wiggler的支持，例如OpenOCD。Wiggler电缆的成本特别低，当然它的性能也和成本一样低；用H-Jtag下载速度大约20~30KB/s，用Linux虚拟机下的OpenOCD下载速度大约2KB/s。不过对于囊中羞涩的学生们来说，是一个非常不错的入门工具。本文就针对Wiggler进行介绍。

• 从MCS-51/96、PIC之类的单片机转入ARM

这条路是学校教学比较传统的路子。条件好点的学校开单片机课的时候都有实验，用实验箱和仿真器做实验，那种仿真器就是一种最早的CPU/MCU仿真器，仿真器通过仿真头连接电路板，完全模拟CPU/MCU的功能；仿真器通过串口或者其他什么口连接计算机，计算机上有集编译器、调试器为一体的集成开发环境，可以监控和运行程序。这种仿真器的成本一般比较高，而且仿真不同的CPU/MCU需要不同的硬件，结构也很复杂，使用软件模拟的断点。解释下软件模拟的断点——就是用特殊的函数调用指令替换断点所在位置的指令，这些特殊的函数具有和仿真器的监控软件交互的功能。应该有很多的同学平时没有条件用上这么奢侈的设备，多半是用的是ISP，采用“点灯大法”——就是借助LED、串口之类的调试程序，每修改一次程序就重新下载一次，调试非常的艰苦。我刚开始玩单片机的时候AT的89S52还没有出来，我花一个月的生活费买了个烧写器，每次改程序都把芯片撬下来放到烧写器上，烧完再装回去继续点灯……
走这条路，要明白的事情有：ARM的寄存器可不是51那寥寥可数的几个，是没有必要也不可能背下来的；ARM芯片一般都内置了JTAG调试逻辑，不需要CPU仿真器，需要的是一个JTAG协议转接器（虽然现在大家还叫这种东西为仿真器）；集成开发环境在使用者看来和单片机的没有任何区别，这点请放心。

• 从AVR、C8051F之类有JTAG的单片机转入ARM

时代是不断进步的，AVR、C8051F具有JTAG口的单片机。JTAG（Joint Test Action Group）组织定了一个最初是用于测试生产出来的芯片是不是良品的测试接口和标准，在芯片的各个管脚上放上锁存器，然后串起来构成移位寄存器，可以监控芯片管脚的输入和输出；后来大家发现这东西用来搞芯片的在线调试不错，于是就出现了现在JTAG调试风行的局面。再说的明白些，也就是利用JTAG可以控制CPU内核，每个CPU都可以成为自己的“仿真器”，而不需要专用的设备。“人人都是食神。”——周星星语录。从理论上来说，世界上只需要一种仿真器，哦，确切的说应该叫做JTAG协议转换器，就可以调试所有的兼容JTAG标准的芯片；BDI2000这种超级贵的“仿真器”以及Wiggler这种什么都通吃的便宜货的存在是很合理的事情。
走这条路，应该已经明白了JTAG是什么，所以不用多说了。

• GDB是什么

正像Windows和Linux的对比，集成开发环境比GDB在嵌入式开发领域，拥有更多的用户，但这并不意味的GDB不好。GDB（GNU Project Debugger）是开源软件组织GNU开发和维护的一种调试工具，它能调试目前所有的能跑Linux的CPU，当然ARM也是其中一员。对于初学者来说，不建议使用GDB，还是先从集成开发环境入手，例如ADS、SDT、Keil、IAR之类的。其实从编译器的层面来讲，集成开发环境和GDB所用的编译器GCC没有什么区别，但集成开发环境里面提供了源文件组织与浏览、工程文件管理、调试等多种功能，用起来很友好。GCC+GDB光学习写相当于工程文件的Makefile就要花很多的时间。但是，一旦你的学习进了一步到了Linux的Loader和内核，集成开发环境就无能为力了。前面已经提到了，本文覆盖了从刚开始的裸奔代码到涉足操作系统的GCC+GDB调试环境的建立方法。本文关于GDB的部分应该是国内挺难找到的HOWTO，转载请注明来自EE小站。关于GDB，可以参考下我之前的这篇文章http://xianzilu.spaces.live.com/blog/cns!4201FDC93932DDAF!268.entry。

• 首先说代码裸奔怎么做

你需要的东西有：

 

● 带并口的电脑一台
● 并口延长线一根
● Wiggler一个
● 随便什么ARM7或ARM9的开发板一个

 

如果没有并口延长线，可以去电脑城买一根。如果没有Wiggler，你可以选择DIY，下面这张图是Wiggler的一种版本：

如果不想DIY，上淘宝淘一个去。ARM开发板也可以在淘宝上淘淘，看你的经济能力了。

 

你需要的软件有：

 

● ADS (ARM Developer Suite) V1.2
● H-Jtag

 

ADS在一般学校的FTP上都有，H-JTAG请访问http://www.hjtag.com。在此再拜一下Twentyone大侠，可以为大家写出这么好的免费软件。

H-Jtag和ADS的使用方法在H-Jtag的网站上的手册里写得很清楚了，我就不再啰嗦了，给出地址http://www.hjtag.com/download/USER%20MANUAL%20(CN).pdf。

• 说说GDB怎么做

如果你对Linux下ARM的开发没有概念，先看我还是菜菜鸟的时候写的这篇文章http://xianzilu.spaces.live.com/blog/cns!4201FDC93932DDAF!121.entry。

 

GDB使用GDB工具链，调试解决方案的结构是

 

GDB前端<--->GDB<--->GDB服务程序<--->JTAG协议转换器（仿真器）<--->目标CPU（ARM CPU）
                                      |
                                  控制接口

 

GDB有一个很大的缺点——文本界面，使用非常不方便。但幸运的是，有很多热心的开发者为GDB写了一些图形“外壳”——GDB前端，大大方便了GDB的使用。因为我们做的是交叉开发（即在x86结构的电脑上开发ARM等非x86结构的CPU程序），所以GDB无法直接调试编译出来的程序，这就需要一个服务程序。这个服务程序可以是一个可以控制目标CPU的程序（可能运行于计算机上；也可能运行于某些仿真器上，例如如BDI2000就是这样），也可以是一个运行于目标CPU上的服务程序，由它来装载被调试的程序。但是后者一般需要目标CPU上已经运行起了Linux内核；调试Bootloader和Linux内核本身，需要前一种服务程序。GDB和GDB服务程序之间的连接方式可以是以太网或者串口，而且GDB服务程序一般还有别的控制接口，例如Telnet接口，可以实现对目标CPU的控制，如初始化和程序文件下载等。比较复杂哦，一会儿说到软件的时候就会用上这些知识。

 

你需要的东西和裸奔代码一样

 

你需要的软件有：

 

● 一个可以运行的Linux

虚拟机里的、真实的都可以，推荐使用Open Suse 10.3，下载地址http://software.opensuse.org/

● 本机GCC编译器

Open Suse自己带的就可以

● 交叉GCC编译器

可以去下载一个，随便给个地址把http://www.linux4sam.org/twiki/bin/view/Linux4SAM/SoftwareTools#Cross_Toolchain值得注意的是U-Boot 1.2.0之后需要使用支持软浮点的交叉编译器，如果没有，可以用Crosstool制作一个，可以看我之前的这篇文章http://xianzilu.spaces.live.com/blog/cns!4201FDC93932DDAF!274.entry

● OpenOCD源码

OpenOCD的主页是http://openocd.berlios.de/web/。OpenOCD是一个运行于PC上的程序，它可以控制包括Wiggler之内的很多JTAG硬件；我们可以将它理解为一种GDB服务程序。OpenOCD的源码只能通过SVN下载，地址是svn://svn.berlios.de/openocd/trunk
，在写这篇文章的时候OpenOCD已经是R818版本了，这个版本对Wiggler的支持有问题，我编译的是r520版本的，如果没有SVN Client，这个版本只能通过曲线的方式获得：先到下载http://www.yagarto.de/download/oldver/openocd-r520-20080322.exe这个由YAGARTO提供的OpenOCD For Cygwin的版本，安装它，在安装目录例如C:\Program Files\openocd-r520\source里找到源码压缩包。

● Insight源码

Insight是一个GDB的图形前端，我感觉它比DDD更适合嵌入式系统程序的调试。

Insight的下载地址http://sourceware.org/insight/downloads.php。

● 随便什么程序的源码，例如U-Boot

U-Boot就不用介绍了，如果不知道可以Google下。

U-Boot的下载地址是http://www.denx.de/wiki/UBoot/SourceCode。

下面开始编译，先是OpenOCD，假设源代码已经解压缩到了/home/lxz/build-openocd，先设定权限

# cd /home/lxz/build-openocd

# chmod 755  ./bootstrap

# ./bootstrap

等一会儿，输入

# ./configure --prefix=/usr/local/arm/openocd --enable-parport

这里--prefix指定的是安装的路径，--enable-parport使能并口，然后

# make

# sudo make install

输入root密码，等一会儿，安装就完成了

 

然后是insight，假设源码已经解压缩到了/home/lxz/insight-6.8，然后

# cd /home/lxz/insight-6.8

# ./configure --prefix=/usr/local/arm/arm-linux-insight --target=arm-linux

这里--prefix指定的是安装的路径，--target指的是为ARM编译GDB，等一会儿，输入

# make

等一会儿，输入

# sudo make install

输入root密码，等一会儿，安装就完成了

 

然后编译一个U-Boot用于测试，假设源码已经解压缩到了/home/lxz/at91rm9200/u-boot-1.2.0，假设已经修改完了Makefile中的交叉编译器的选项，假设我为AT91RM9200DK开发板编译，然后 

# cd /home/lxz/at91rm9200/u-boot-1.2.0

# make at91rm9200dk_config

# make

于是得到了/home/lxz/at91rm9200/u-boot-1.2.0/u-boot这个映像

 

为了能让OpenOCD正常使用，我们还需要2个脚本，第一个是OpenOCD的配置脚本，这个脚本的作用是配置GDB服务程序、JTAG仿真器。写这个脚本可以看OpenOCD的文档http://openfacts.berlios.de/index-en.phtml?title=OpenOCD_configuration。我给出我的AT91RM9200DK开发板的配置文件at91rm9200.cfg，每一条配置信息的作用我就不解释了，请仔细阅读OpenOCD的文档。

 

# Daemon configuration
telnet_port 23
gdb_port 2331
daemon_startup reset

# JTAG interface configuration
interface parport
jtag_speed 0
reset_config trst_and_srst
jtag_device 4 0x1 0xf 0xe

# parport options
parport_port 0x378
parport_cable wiggler

# Target configuration
target arm920t little run_and_init 0 arm920t
run_and_halt_time 0 1000
target_script 0 reset at91rm9200_init.script
working_area 0 0x00200000 0x1000 backup

 

我还是提一下，上面这段配置信息中的target_script 0 reset at91rm9200_init.script这句就是指定第二个脚本的，而且让OpenOCD在当前目录下搜索这个脚本。也就是说，如果at91rm9200.cfg在/home/lxz/at91rm9200下，那么你在/home/lxz/at91rm9200下启动OpenOCD服务程序，OpenOCD就会在/home/lxz/at91rm9200下搜索at91rm9200_init.script这个脚本；如果在与at91rm9200.cfg所在路径不同的路径下启动OpenOCD服务程序，OpenOCD就无法找到at91rm9200_init.script，此时，target_script 0 reset at91rm9200_init.script这句就应该写成target_script 0 reset /home/lxz/at91rm9200/at91rm9200_init.script。

第二个脚本的作用是初始化ARM CPU，因为U-Boot往往是在SDRAM里运行的，其连接位置也都在SDRAM里。用GDB或GDB前端下载程序的时候，必须保证SDRAM是可用的。AT91RM9200这个CPU上电的时候如果从片内Boot ROM启动（不推荐从外部启动，因为如果没有启动程序，AT91RM9200将运行于慢时钟，这样JTAG仿真器可能工作不正常），需要进一步配置PLL，PIO，SDRMC之类的外设之后，SDRAM才可以使用。第二个脚本就是一系列寄存器读写和延时命令的集合，如何编写请看OpenOCD的手册http://openfacts.berlios.de/index-en.phtml?title=OpenOCD_commands，给出我的at91rm9200_init.script。

 

mww 0xfffffc28 0x00000000
mww 0xfffffc2c 0x00000000
mww 0xfffffc20 0x0000ff01
sleep 20
mww 0xfffffc28 0x20263e04
sleep 20
mww 0xfffffc2c 0x10483e0e
sleep 20
mww 0xfffffc30 0x00000000
sleep 20
mww 0xfffffc30 0x00000202
sleep 20
mww 0xfffff870 0xffff0000
mww 0xfffff804 0xffff0000
mww 0xffffff60 0x00000002
mww 0xffffff64 0x00000000
mww 0xffffff98 0x2188c159
mww 0xffffff90 0x00000002
mww 0x20000000 0x00000000
mww 0xffffff90 0x00000004
mww 0x20000000 0x00000000
mww 0x20000000 0x00000000
mww 0x20000000 0x00000000
mww 0x20000000 0x00000000
mww 0x20000000 0x00000000
mww 0x20000000 0x00000000
mww 0x20000000 0x00000000
mww 0x20000000 0x00000000
mww 0xffffff90 0x00000003
mww 0x20000200 0x00000000
mww 0xffffff94 0x000002e0
mww 0x20000000 0x00000000
mww 0xffffff90 0x00000000
mww 0x20000000 0x00000000
arm7_9 sw_bkpts enable

 

这个脚本写起来很复杂，建议从一些样例代码上把寄存器的数值扒过来。另外，有些CPU，例如S3C2410，它上电的时候，SDRAM是默认可以用的，就不需要这个脚本了。还有一个值得注意的是，由于我们用的是Wiggler这种简单的JTAG协议转换器，初始化脚本里必须加上arm7_9 sw_bkpts enable这句。现在终于可以开始调试了，假设把OpenOCD安装在了/usr/local/arm/openocd，把Insight安装在了/usr/local/arm/arm-linux-insight，两个初始化脚本都放在了/home/lxz/at91rm9200；你已经正确连接了Wiggler，开发板已经上电。接下来还是用命令来说明

 

# cd /home/lxz/at91rm9200

# sudo /usr/local/arm/openocd/bin/openocd -f at91rm9200.cfg

root's password:
Open On-Chip Debugger 1.0 (2008-07-21-20:15) svn:
$URL: http://svn.berlios.de/svnroot/repos/openocd/trunk/src/openocd.c $
Info:    jtag.c:1329 jtag_examine_chain(): JTAG device found: 0x05b0203f (Manufacturer: 0x01f, Part: 0x5b02, Version: 0x0)
Info:    target.c:240 target_init_handler(): executing reset script 'at91rm9200_init.script'
Info:    options.c:50 configuration_output_handler(): software breakpoints enabled

 

这就说明OpenOCD已经开始工作了。然后启动Insight

# cd /home/lxz/at91rm9200/u-boot-1.2.0/

# /usr/local/arm/arm-linux-insight/bin/arm-linux-insight

 

出现下面的窗口

 

 

 

然后选择菜单File>Target Settings...，在出现的窗口中进行如下设置，然后点OK。

 

 

 

选择菜单File>Open，打开/home/lxz/at91rm9200/u-boot-1.2.0/u-boot这个映像；然后选择菜单Run>Download，将U-Boot程序下载到目标CPU。然后在程序运行的必经之路设定一个断点，如下图所示。

 

 

 

选择菜单Control>Continure，程序就会从头开始执行，并停在断点处了。Insight还有很多不错的功能，并且很容易上手，大家研究下就好。补充一点，如果你对你的初始化脚本是否起作用没有信心，可以在启动Insight之后只选择菜单Run>Connect to target，然后选择菜单View>Memory查看各个寄存器和内存。最后给出一张我用Insight调试U-Boot的截图。

 

 

 

在使用的过程中就会发现，用Wiggler下载的速度实在不怎么样，U-Boot的可执行映像至多只有200KB，所以还是可以忍受的。

用同样的方法也可以调试其他Boot Loader，甚至是Linux内核；但是Linux内核的可执行映像一般有2MB之大，用Wiggler调试也是不现实的。我之前已经做了广告了，内核的调试要用J-Link来搞，敬请期待EE小站的后续文章。

• 编译apache

下载apache 1.3.39（1.3.41有些bug，没有办法交叉编译）
下载地址http://apache.mirror.phpchina.com/httpd/apache_1.3.39.tar.bz2

 

交叉编译apache总体上需要两个步骤：
1.编译本机代码
2.利用本机代码进行交叉编译

 

这是因为编译apache时，需要使用编译生成的工具制作后续编译使用的头文件，交叉编译的工具当然没有办法在PC上运行，因此，需要借用本机编译生成的工具。假设为本机编译的apache代码已经解压缩到/home/lxz/apache-1.3.39-i586，为ARM编译的apache代码已经解压缩到/home/lxz/apache-1.3.39，交叉编译器arm-linux-gcc已设缺省路径，具体步骤还是用命令来说明：

 

# cd /home/lxz/apache-1.3.39-i586
# ./configure

 

因为仅仅是借用下本机代码，所以不用设置配置参数，然后编译

 

# make

 

等编译完成后，就可以配置交叉编译的apache了。apache的安装位置为/usr/local/apache

 

# cd /home/lxz/apache-1.3.39
# CC=arm-linux-gcc ./configure --prefix=/usr/local/apache

 

会出来这样的提示，因为交叉编译的生成的testfunc这个工具不能在PC上执行，但可以不理会它

./helpers/TestCompile: line 294: /home/lxz/apache-1.3.39/src/helpers/testfunc: cannot execute binary file

打开/home/lxz/apache-1.3.39/src/main/Makefile这个文件，找到这两段代码

uri_delims.h: gen_uri_delims
 ./gen_uri_delims >uri_delims.h

test_char.h: gen_test_char
 ./gen_test_char >test_char.h

修改为

uri_delims.h: gen_uri_delims
 /home/lxz/apache-1.3.39-i586/src/main/gen_uri_delims >uri_delims.h

test_char.h: gen_test_char
 /home/lxz/apache-1.3.39-i586/src/main/gen_test_char >test_char.h

这里借用了刚才编译生成的本机代码里的工具，然后

 

# make

 

这就编译好了，下面是安装。由于配置apache的时候“prefix”参数指定的安装位置是/usr/local/apache，在PC上，访问/usr/local是需要有root权限的，需要切换到root用户来进行安装。不建议将apache安装到一个随意的目录然后拷贝，因为这样会造成apache中的脚本调用位置的错误。当然，如果想要将apache安装到一个PC和ARM Linux都能访问的固定位置，如/home/lxz/apache也可以。

如果你不明白上面这段话在说什么，那么请按照下面的步骤进行操作。请确认你的PC Linux上的/usr/local/apache这个目录不存在PC上使用的apache，否则下面的步骤会使你PC Linux上的apache不可用。

 

# su root

 

输入密码

 

# cd /home/lxz/apache-1.3.39/
# make install
# exit

 

别忘了用exit退出root用户模式，这样，apache的文件就被安装到PC上的/usr/local/apache了。接下来所要做的是将apache拷贝到ARM Linux根文件系统，假设ARM Linux根文件系统在PC上的位置为/home/lxz/root，其中已经有/usr/local这个目录

 

# cp -r /usr/local/apache /home/lxz/root/usr/local

 

如果是一路看着我的BLOG建立起根文件系统的，接下来还必须建立nobody用户和nogroup组，因为apache拒绝使用root用户运行。具体来说就是在ARM Linux根文件系统上建立/etc/passwd和/etc/group两个文件，怎么写这两个文件，可以google下。它们的内容可以如下：

 

/etc/passwd

root::0:0:root:/:/bin/ash
nobody::65534:65533:nobody:/:/bin/ash

/etc/group

nobody::65533:
nogroup::65534:nobody
root::0:
users::100:

当然，如果你的ARM Linux根文件系统中有这两个文件，那么你需要检查一下是不是有nobody用户和nogroup组。接下来，可以制作文件系统映像并测试apache是否可以正常工作了，还是用命令来说明。

 

# mkfs.cramfs /home/lxz/root /home/lxz/root.img

 

我一直用cramfs，SUSE 10.2自己就带了mkfs.cramfs这个工具。烧写或者加载文件系统映像的步骤我就不说了，需要注意的是如果你使用了不可写的文件系统，如cramfs，需要把apache的日志路径挂载为临时文件目录，下面这几条命令在ARM Linux上执行。

 

# mount -t tmpfs tmpfs /usr/local/apache/log

 

然后就可以启动apache了

 

# cd /usr/local/apache/bin
# ./apachectl start

 

假设ARM板的ip地址是192.168.5.118，在浏览器里输入http://192.168.5.118:8080访问ARM板（不修改默认配置，服务端口是8080）。apache的配置一会儿编译了php再说。

• 编译php

首先下载php-4.4.8，下载地址：http://cn2.php.net/get/php-4.4.8.tar.bz2/from/this/mirror

交叉编译php同样需要两个步骤：
1.编译本机代码
2.利用本机代码进行交叉编译

 

原因我就不重复了，假设为本机编译的php代码已经解压缩到/home/lxz/php-4.4.8-i586，为ARM编译的php代码已经解压缩到/home/lxz/php-4.4.8，交叉编译器arm-linux-gcc已设缺省路径，具体步骤还是用命令来说明：

 

# cd /home/lxz/php-4.4.8-i586
# ./configure
# make

 

在编译的同时，可以打开/home/lxz/php-4.4.8/configure这个文件，搜索“can not run test program while cross compiling”，会搜索到很多个这样的结果：

{ echo "configure: error: can not run test program while cross compiling" 1>&2; exit 1; }

把它们都改为

{ echo "configure: error: can not run test program while cross compiling" 1>&2; }

这样做的目的是直接无视交叉编译测试程序错误。另外，我使用的是arm-linux-gcc 3.4.1版，和代码不太兼容。找到/home/lxz/php-4.4.8/Zend/zend_strtod.c的第238行

#if defined(IEEE_LITTLE_ENDIAN) + defined(IEEE_BIG_ENDIAN) + defined(VAX) + \
    defined(IBM) != 1
Exactly one of IEEE_LITTLE_ENDIAN IEEE_BIG_ENDIAN, VAX, or
IBM should be defined.
#endif

把这段改为

#if defined(IEEE_LITTLE_ENDIAN) + defined(IEEE_BIG_ENDIAN) + defined(VAX) + \
    defined(IBM) != 1
//Exactly one of IEEE_LITTLE_ENDIAN IEEE_BIG_ENDIAN, VAX, or
//IBM should be defined.
#endif

在本机php编译完后，输入如下命令

 

# cd /home/lxz/php-4.4.8
# CC=arm-linux-gcc ./configure --prefix=/usr/local/php --host=i586-suse-linux --target=arm-linux

 

别以为可以编译了，还有东西要修改，真汗啊……打开/home/lxz/php-4.4.8/Makefile，找到这段

install-pear-packages: $(top_builddir)/sapi/cli/php
 @$(top_builddir)/sapi/cli/php $(PEAR_INSTALL_FLAGS) /home/lxz/php-4.4.8/pear/install-pear.php -d "$(peardir)" -b "$(bindir)" /home/lxz/php-4.4.8/pear/packages/*.tar

用上我们刚才编译的本机php里的文件，把它改成

install-pear-packages: /home/lxz/php-4.4.8-i586/sapi/cli/php
 @/home/lxz/php-4.4.8-i586/sapi/cli/php $(PEAR_INSTALL_FLAGS) /home/lxz/php-4.4.8/pear/install-pear.php -d "$(peardir)" -b "$(bindir)" /home/lxz/php-4.4.8/pear/packages/*.tar

终于可以编译了

 

# make

 

随后和apache一样，需要切换用户，把php的文件安装到/usr/local/php

 

# su

 

输入密码

 

# cd /home/lxz/php-4.4.8
# make install
# exit

 

这样，php就编译完成了。

 

• 配置Apache和PHP

接下来就需要修改配置文件，让apache和php能够链接起来工作。这个配置过程和Windows下使用apache+php的过程类似，因为我不是把apache和php一起编译的，只是让apache认识“.php”这个扩展名，然后调用php。为了方便，直接给出apache的配置文件，配置文件的位置在ARM Linux文件系统的/usr/local/apache/conf/httpd.conf，其中红色字是在默认配置文件基础上修改或添加的内容。

ServerType standalone
ServerRoot "/usr/local/apache"
PidFile /usr/local/apache/logs/httpd.pid
ScoreBoardFile /usr/local/apache/logs/httpd.scoreboard
Timeout 300
KeepAlive On
MaxKeepAliveRequests 100
KeepAliveTimeout 15
MinSpareServers 5
MaxSpareServers 10
StartServers 5
MaxClients 150
MaxRequestsPerChild 0
Port 80
User nobody
Group nobody
ServerAdmin cosine@126.com
DocumentRoot "/home/webroot"
<Directory />
    Options FollowSymLinks
    AllowOverride None
</Directory>
<Directory "/home/webroot">
    Options Indexes FollowSymLinks MultiViews
    AllowOverride None
    Order allow,deny
    Allow from all
</Directory>
<IfModule mod_userdir.c>
    UserDir public_html
</IfModule>
<IfModule mod_dir.c>
    DirectoryIndex index.html
    DirectoryIndex index.php
    DirectoryIndex index.php3
    DirectoryIndex index.phtml
</IfModule>
AccessFileName .htaccess
<Files ~ "^\.ht">
    Order allow,deny
    Deny from all
    Satisfy All
</Files>
UseCanonicalName On
<IfModule mod_mime.c>
    TypesConfig /usr/local/apache/conf/mime.types
</IfModule>
DefaultType text/plain
<IfModule mod_mime_magic.c>
    MIMEMagicFile /usr/local/apache/conf/magic
</IfModule>
HostnameLookups Off
ErrorLog /usr/local/apache/logs/error_log
LogLevel warn
LogFormat "%h %l %u %t \"%r\" %>s %b \"%{Referer}i\" \"%{User-Agent}i\"" combined
LogFormat "%h %l %u %t \"%r\" %>s %b" common
LogFormat "%{Referer}i -> %U" referer
LogFormat "%{User-agent}i" agent
CustomLog /usr/local/apache/logs/access_log common
ServerSignature On
<IfModule mod_alias.c>
    Alias /icons/ "/usr/local/apache/icons/"
    <Directory "/usr/local/apache/icons">
        Options Indexes MultiViews
        AllowOverride None
        Order allow,deny
        Allow from all
    </Directory>
    Alias /manual/ "/usr/local/apache/htdocs/manual/"
    <Directory "/usr/local/apache/htdocs/manual">
        Options Indexes FollowSymlinks MultiViews
        AllowOverride None
        Order allow,deny
        Allow from all
    </Directory>
    ScriptAlias /cgi-bin/ "/usr/local/apache/cgi-bin/"
    ScriptAlias /php4/ "/usr/local/php/bin/"

    # 注意 "/usr/local/php/bin/" 中最后一个"/"不可少
    <Directory "/usr/local/apache/cgi-bin">
        AllowOverride None
        Options None
        Order allow,deny
        Allow from all
    </Directory>
</IfModule>
<IfModule mod_autoindex.c>
    IndexOptions FancyIndexing
    AddIconByEncoding (CMP,/icons/compressed.gif) x-compress x-gzip
    AddIconByType (TXT,/icons/text.gif) text/*
    AddIconByType (IMG,/icons/image2.gif) image/*
    AddIconByType (SND,/icons/sound2.gif) audio/*
    AddIconByType (VID,/icons/movie.gif) video/*
    AddIcon /icons/binary.gif .bin .exe
    AddIcon /icons/binhex.gif .hqx
    AddIcon /icons/tar.gif .tar
    AddIcon /icons/world2.gif .wrl .wrl.gz .vrml .vrm .iv
    AddIcon /icons/compressed.gif .Z .z .tgz .gz .zip
    AddIcon /icons/a.gif .ps .ai .eps
    AddIcon /icons/layout.gif .html .shtml .htm .pdf
    AddIcon /icons/text.gif .txt
    AddIcon /icons/c.gif .c
    AddIcon /icons/p.gif .pl .py
    AddIcon /icons/f.gif .for
    AddIcon /icons/dvi.gif .dvi
    AddIcon /icons/uuencoded.gif .uu
    AddIcon /icons/script.gif .conf .sh .shar .csh .ksh .tcl
    AddIcon /icons/tex.gif .tex
    AddIcon /icons/bomb.gif core
    AddIcon /icons/back.gif ..
    AddIcon /icons/hand.right.gif README
    AddIcon /icons/folder.gif ^^DIRECTORY^^
    AddIcon /icons/blank.gif ^^BLANKICON^^
    DefaultIcon /icons/unknown.gif
    ReadmeName README.html
    HeaderName HEADER.html
    IndexIgnore .??* *~ *# HEADER* README* RCS CVS *,v *,t
</IfModule>
<IfModule mod_mime.c>
    AddLanguage da .dk
    AddLanguage nl .nl
    AddLanguage en .en
    AddLanguage et .ee
    AddLanguage fr .fr
    AddLanguage de .de
    AddLanguage el .el
    AddLanguage he .he
    AddCharset ISO-8859-8 .iso8859-8
    AddLanguage it .it
    AddLanguage ja .ja
    AddCharset ISO-2022-JP .jis
    AddLanguage kr .kr
    AddCharset ISO-2022-KR .iso-kr
    AddLanguage nn .nn
    AddLanguage no .no
    AddLanguage pl .po
    AddCharset ISO-8859-2 .iso-pl
    AddLanguage pt .pt
    AddLanguage pt-br .pt-br
    AddLanguage ltz .lu
    AddLanguage ca .ca
    AddLanguage es .es
    AddLanguage sv .sv
    AddLanguage cs .cz .cs
    AddLanguage ru .ru
    AddLanguage zh-TW .zh-tw
    AddCharset Big5         .Big5    .big5
    AddCharset WINDOWS-1251 .cp-1251
    AddCharset CP866        .cp866
    AddCharset ISO-8859-5   .iso-ru
    AddCharset KOI8-R       .koi8-r
    AddCharset UCS-2        .ucs2
    AddCharset UCS-4        .ucs4
    AddCharset UTF-8        .utf8
    <IfModule mod_negotiation.c>
        LanguagePriority en da nl et fr de el it ja kr no pl pt pt-br ru ltz ca es sv tw
    </IfModule>
    AddType application/x-tar .tgz
    AddType application/x-httpd-php .php3
    AddType application/x-httpd-php .php
    AddType application/x-httpd-php .phtml
    AddEncoding x-compress .Z
    AddEncoding x-gzip .gz .tgz
</IfModule>
Action application/x-httpd-php "/php4/php"
<IfModule mod_setenvif.c>
    BrowserMatch "Mozilla/2" nokeepalive
    BrowserMatch "MSIE 4\.0b2;" nokeepalive downgrade-1.0 force-response-1.0
    BrowserMatch "RealPlayer 4\.0" force-response-1.0
    BrowserMatch "Java/1\.0" force-response-1.0
    BrowserMatch "JDK/1\.0" force-response-1.0
</IfModule>

php也有配置文件，但是修改起来比较简单，只需要把/home/lxz/php-4.4.8/php.ini-dist复制到ARM Linux文件系统的/usr/local/php/lib，并改名为php.ini，找到

register_globals = Off

修改为

register_globals = On

保存就可以了。

另外，我在资料站上开了个wiki来测试ARM Linux上Apache+PHP的组合，地址http://cosine.oicp.net/dokuwiki/。测试的时间不会很长，但我会保证这个链接在2008年4月1号前有效。（2009年2月21日追加：这个地址已经失效快一年了）

• 目录

根文件系统要包含这些必须有的目录：/dev、/bin、/usr、/sbin、/lib、/etc、/proc、/sys

 

/dev是devfs（设备文件系统）或者udev的挂在点所在。在使用devfs的内核里如果没有/dev，根本见不到Shell启动的信息，因为内核找不到/dev/console；在使用udev的系统里，也事先需要在/dev下建立console和null这两个节点。关于devfs和udev的区别，网上很多文章说。当然如果你的内核已经不支持devfs了（2.6.12以后），可以使用纯纯的静态节点。也就是用mknod人工生成。

 

/bin、/usr/bin、/usr/sbin、/sbin是编译Busybox这个Shell时候就有的，用于存放二进制可执行文件，就不多解释了。

 

/lib用于存放动态链接库。网上很多文章都说静态编译Busybox，可以省去建库的麻烦过程。这样做只能让Busybox启动，我们自己写的，或者是编译的软件包还是需要动态库的。除非全部静态编译，你可以试试，一个Hello world就要几百k。关于库的内容后面仔细说。

 

/etc是用来存放初始化脚本和其他配置文件的。关于初始化脚本的内容后面仔细说。

 

/proc是用来挂载存放系统信息虚拟文件系统——“proc文件系统”，“proc文件系统”在内核里面可以选。如果没有“proc文件系统”，很多Shell自己的命令就没有办法运行，比如ifconfig。“proc文件系统”不像devfs可以自动挂载，它需要使用初始化脚本挂载。另外，udev也需要“proc文件系统”的支持。

 

/sys用于挂载“sysfs文件系统”，“sysfs文件系统”在内核里面可以选。目前我认为它就是给udev提供支持的，呵呵。“sysfs文件系统”也需要使用初始化脚本挂载。

 

另外还可以有/tmp、/mnt、/swp、/var这样的不是嵌入式系统必须的目录，在说完Shell的制作之后，我再谈建立目录的事情。

• Shell

Shell很简单，就是Busybox，上网下载一个来：http://www.busybox.net/downloads/。说Busybox和arm-linux-gcc有兼容性问题，不过我觉得那是比较低版本的时代问题了，我用Busybox 1.8.2和arm-linux-gcc 3.4.1/3.3.2都可以。解压缩以后找到Makefile里面的ARCH和CROSS_COMPILE，改成：
ARCH  ?= arm
CROSS_COMPILE ?= /usr/local/arm/3.4.1/bin/arm-linux-
当然CROSS_COMPILE由你自己的编译器位置决定，然后
# make menuconfig
# make
# make install
注意配置的时候把一些uCLinux Only的东西去掉，不然会错；配置的时候还可以修改安装位置，默认是在Busybox下的“_install”。

之后就可以在Busybox生成的Shell基础上建立根文件系统了，我就用命令来说吧，Busybox在/home/lxz/busybox，根文件系统在/home/lxz/rootfs

# mkdir /home/lxz/rootfs
# cd /home/lxz/busybox/_install
# cp -r ./ /home/lxz/rootfs

# cd /home/lxz/rootfs
# mkdir dev
# mkdir etc
# mkdir lib
# mkdir proc
# mkdir sys
# mkdir tmp

如果不用devfs，下面的命令是必须的。必须以root用户执行（用su命令可以切换为root，切换后用exit命令可以返回普通用户）：

# cd /home/lxz/rootfs/dev
# mknod -m 660 console c 5 1
# mknod -m 660 null c 1 3

如果不使用devfs没有这两个静态节点，console的提示根本就看不到，出现的现象可能是内核提示Free init memory: XXK之后，Warning: Unable to find a initial console之类的，具体的单词记得不是很准确。我没有试过使用udev的时候没有这两个静态节点的情况，反正放了也不影响把/dev挂载为tmpfs。

如果使用udev，还需要把udevd、udevstart、udevadmin这三个文件放到/sbin里面（我使用udev-117，网上介绍较多的udev-100有9个文件要放）。

• 库

库可是一件非常麻烦的事请。我建议初学者拷贝买的开发板里面带的文件系统的库，如果开发板的文件系统是映像，只需要把映像挂载在某个目录下就可以访问，假设映像叫做rootfs.cramfs，可以这样

# mkdir /home/lxz/evb_rootfs
（切换为root用户）
# mount -o loop rootfs.cramfs /home/lxz/evb_rootfs
（可以切换为普通用户）
# cd /home/lxz/evb_rootfs/lib
# cp -r ./ /home/lxz/rootfs/lib

一般开发板里都会带有很多库，但是总体积却比较大。可以删掉一些不用的库来减小体积，但是，呵呵，我也不知道那些库具体含有什么函数，什么情况删什么；也许以后我会把这部分补上。如果觉得库体积太大，也可以自己编译glibc或者uclibc，但是这是非常繁琐的事请——目前我认为库应该和编译器arm-linux-gcc一起制作。有个傻瓜式的方案是使用cross-tool，下载地址：http://www.kegel.com/crosstool/。虽然cross-tool是用来制作交叉编译器的，但是其过程中生成的glibc却可以作为副产品为我们所用。cross-tool的使用可以看我之前的这篇文章http://xianzilu.spaces.live.com/blog/cns!4201FDC93932DDAF!274.entry。在成功制作了交叉编译器之后，就可以从cross-tool的目录里把glibc取出来，假设cross-tool的路径是/home/lxz/cross-tool，编译出的编译器叫做arm-linux-gnu-gcc，gcc版本3.4.5，glibc版本2.3.6，想要把glibc库拷贝到/home/lxz/glibc，下面的操作还是用命令来说明。

# cd /home/lxz/cross-tool/build/arm-linux-gnu-gcc/gcc-3.4.5-glibc-2.3.6/build-glibc

# ../glibc-2.3.6/configure --prefix=/home/lxz/glibc

# make install

等候安装结束

# cd /home/lxz/glibc

# cp -r lib /home/lxz/rootfs

这样就把glibc的大部队拷贝好了，但是这样还缺两个库，我们继续

# cd /home/lxz/cross-tool/build/arm-linux-gnu-gcc/gcc-3.4.5-glibc-2.3.6/build-gcc/gcc

# cp libgcc_s.so* /home/lxz/rootfs/lib

还缺少一个libtermcap库，这个就稍微有些麻烦。libtermcap-2.0.8-35-armv4l源码包的下载地址是http://www.netwinder.org/mirror/pub/netwinder/SRPMS/nw/9/libtermcap-2.0.8-35.src.rpm，你也可以在这里http://www.netwinder.org/allsrpms.html找到其他版本的。假设libtermcap-2.0.8-35.src.rpm下载到了/home/lxz/libtermcap，下面继续用命令说明。

# cd /home/lxz/libtermcap

# rpm2cpio libtermcap-2.0.8-35.src.rpm | cpio -ivd
# tar xvjf termcap-2.0.8.tar.bz2
接下来要打13个补丁，很汗啊，请一定按照下面的顺序来打补丁

# patch -p0 -i termcap-2.0.8-shared.patch
# patch -p0 -i termcap-2.0.8-setuid.patch
# patch -p0 -i termcap-2.0.8-instnoroot.patch
# patch -p0 -i termcap-2.0.8-compat21.patch
# patch -p0 -i termcap-2.0.8-xref.patch
# patch -p0 -i termcap-2.0.8-fix-tc.patch
# patch -p0 -i termcap-2.0.8-ignore-p.patch
# patch -p0 -i termcap-buffer.patch
# patch -p0 -i termcap-2.0.8-bufsize.patch
# patch -p0 -i termcap-2.0.8-colon.patch
# patch -p0 -i libtermcap-aaargh.patch
# patch -p0 -i termcap-2.0.8-glibc22.patch
# patch -p0 -i libtermcap-2.0.8-ia64.patch

然后到/home/lxz/libtermcap/termcap-2.0.8里，找到Makefile，修改其中的CC和AR，

CC = /usr/local/arm/3.4.1/bin/arm-linux-gcc

AR = /usr/local/arm/3.4.1/bin/arm-linux-ar

当然，你的编译器在哪里就改成相应的内容。如果嫌麻烦，可以从本站资料页面下载我已经打好补丁，修改好Makefile的包，地址http://cid-4201fdc93932ddaf.skydrive.live.com/self.aspx/EE%e5%b0%8f%e7%ab%99%e7%90%90%e7%a2%8e%e6%96%87%e4%bb%b6/termcap-2.0.8.tar.bz2。需要注意的是，这个包里CC = arm-linux-gcc、AR = arm-linux-ar，请设置好缺省路径。然后就可以编译了：

# cd /home/lxz/libtermcap/termcap-2.0.8

# make

# ln -s libtermcap.so.2.0.8 libtermcap.so.2

# cp libtermcap.so* /home/lxz/rootfs/lib

这样，Shell启动所需要的基本库就都备齐了。但是，这些库里面还含有调试信息，体积稍大，可以把这些信息去掉（当然不去掉也没有什么影响）。

# cd /home/lxz/rootfs/lib

# arm-linux-strip *.so*

至此，库就制作好了。

• 脚本

有了以上的东西，Shell还是不能正常工作。可能会是内核提示Free init memory: XXK之后就什么输出也没有了，这时候向终端敲入文字，可以显示；就是没有终端提示符，不理会输入的命令。这是因为初始化脚本没有启动Shell。下面介绍这些脚本。

首先是/etc/inittab。内核启动、根文件系统挂载之后所必须的一个文件，其中列举了Shell和整个系统初始化、关闭所需的命令。如果你想让Shell出现，那么只需要加入这么一行“::askfirst:/bin/ash”。当然如果在编译Busybox的时候选择的shell不是“ash”，而是hush、lash、msh之类，那就改成相应的东西。除了启动Shell，inittab还干了很多事情，我就用我的inittab来说明了。注意，在编译Busybox的时候要选上touch、syslogd、klogd等命令。

# Startup the system
null::sysinit:/bin/mount -o remount,rw /
null::sysinit:/bin/mount -t proc proc /proc
null::sysinit:/bin/mount -a
null::sysinit:/bin/hostname -F /etc/hostname

# Now run any rc scripts
::sysinit:/etc/init.d/rcS

# Now invoke shell
::askfirst:/bin/ash

# Logging junk
null::sysinit:/bin/touch /var/log/messages
null::respawn:/sbin/syslogd -n -m 0
null::respawn:/sbin/klogd -n

# Stuff to do for the 3-finger salute
::ctrlaltdel:/sbin/reboot

# Stuff to do before rebooting
null::shutdown:/usr/bin/killall klogd
null::shutdown:/usr/bin/killall syslogd
null::shutdown:/bin/umount -a -r
null::shutdown:/sbin/swapoff -a

好，把上面这些储存为inittab，启动系统。应该出现两个提示，没有/etc/fstab和/etc/init.d/rcS。目前我的理解/etc/fstab是用来执行mount -a命令的，里面是文件系统的挂载表。还是用我的fstab来说明。

# <file system> <mount pt>     <type>   <options>                <dump> <pass>
/dev/root       /              ext2     rw,noauto                0      1
proc            /proc          proc     defaults          0      0
devpts          /dev/pts       devpts   defaults,gid=5,mode=620  0      0
tmpfs           /tmp           tmpfs    defaults                 0      0
sysfs           /sys           sysfs    defaults                 0      0

还有/etc/init.d/rcS，这在PC上是用来执行/etc/init.d下所有初始化脚本的一个脚本，呵呵，请原谅我不懂得怎么写这种脚本，对于嵌入式系统，根本不需要这么复杂，直接写在/etc/init.d/rcS里面了。还是用我的/etc/init.d/rcS来说明，其中启动udev的那些指令对于使用静态设备节点和devfs的系统不适用。

# Start udev
/bin/mount -t tmpfs tmpfs /dev
/sbin/udevd --daemon
/sbin/udevstart

# Configure net interface
/sbin/ifconfig lo 127.0.0.1 up
/sbin/route add -net 127.0.0.0 netmask 255.0.0.0 lo
/sbin/ifconfig eth0 192.168.2.25 netmask 255.255.255.0
/sbin/route add default gw 192.168.2.1

如果用的是udev，还必须有udev的配置脚本。这个写起来有些麻烦，我们可以直接用udev自己带的那些脚本，位置在udev目录下的etc/udev/udev.conf和etc/udev/rules.d里面的文件。把这些放到根文件系统中去，etc/udev/udev.conf变为根文件系统的/etc/udev/udev.conf，etc/udev/rules.d里面的文件变为/etc/udev/rules.d里面的文件。

做人要厚道，转载请注明。有人摘录我BLOG中的话当作自己说的。我认为只要能找出出处的摘录，都会注明来源，以方便阅读的人做进一步的搜索。

花了4天的时间基本整明白了怎么写一个字符设备的驱动，呵呵，我也不知道原理，紧紧是从网上找到了很多文章，加以综合，搞出一个不明原理的HOWTO，趁我的大脑还没有变成浆糊，把这些写出来。内核移植和文件系统构建部分先暂缓。

向大家推荐一个网站，http://www.linuxforum.net/index.php，上面的版主很热心，而且之前的文章很多，可以给大家很大的帮助。

什么是字符设备？我也搞不清楚，哈哈，快要毕业了，速成的结果。目前我弄明白的是：字符设备是以字节为单位来读写的，与字符设备相对应的，块设备是以块为单位来读写的。例如我在总线上扩展的FPGA，它的控制字映射到总线上，每次读写一个字（16位）。

在Linux下和无操作系统情况下，对总线上地址的访问是不同的，Linux提供的内存虚拟内存机制使用户程序无法直接接触到物理内存——这就需要驱动程序这个桥梁。我们先从用户的角度出发，看看怎么使用设备。做人要厚道，下面这段文字来自友善之臂的文档（这个文档可以在他们的主页上下到，http://www.arm9.com.cn/product_more.asp?id=1185）

目前我的理解是驱动程序所要做的，是将硬件设备（通常是物理地址）与文件操作相关联。当然，我觉得这句话不太全面，以后我学明白原理以后再回来改，FIXME。

驱动程序需要完成的工作有：初始化设备、管理设备、提供文件读写操作的接口、处理设备出现的错误等。

那么驱动程序怎么才能被内核使用呢？或者说怎么样才能把驱动程序加入我的系统中呢？有两种方式：一是把驱动程序直接编译进内核；二是使用模块加载的方式。我采用的是第二种。第一种的细节问题我没有怎么研究，大致上就是写好驱动程序之后，放到内核代码的目录里，修改Makefile文件，与内核一同编译。可以参考《Linux 字符设备驱动程序的设计》，潘俊强、刘莉，杭州应用工程技术学院学报，第12卷第4期，2000年12月。我在百度上搜到这个文章而且下载的，应该还能搜到。
着重介绍第二种方式，因为这可以给调试带来很大的方便，我相信大家的机器不会快到编译一遍有几万个文件的内核和编译一个小文件速度差不多的程度，另外就算你有网络下载内核的开发板，600~800k和十多k还是有差距的，呵呵。

先说下我调试模块的方法，在MTD中留个USER分区，然后用VIVI将USER分区的映像用串口下载到NAND Flash，启动内核，挂载USER分区。如果把驱动程序模块和使用驱动程序模块的测试程序都放在根文件系统里，每次都下载实在比较费事。当然，如果你的板子已经能在Linux下访问网络，那太好了，nfs也好，tftp也好，速度就更快了。

下面开始Step by Step：

1. 配置内核，到你的内核的目录下，make menuconfig，第三项“Loadable module support”，选上“Enable loadable module support”，其他的随便，我就多选了个“Module unloading”。然后，重新编译内核。
2. 配置Shell，我用的是Busybox 1.00，到你的Busybox目录下，make menuconfig，找到“Linux Module Utilties”，选上“insmod”、“Support version 2.6.x Linux kernels”、“rmmod”、“Support taintd module checking with new kernels”，这里很奇怪，选上“lsmod”和“modprobe”我的Busybox就不工作了，我觉得是和我用的lib有关。因为我还没有成功编译libs，所以就拉倒，反正insmod，rmmod也够用了。解释下，insmod是挂载模块的命令，rmmod是卸载命令。然后重新编译Busybox，重新构建文件系统映像，我用的是cramfs；哈哈，还没有移植yaffs，为了毕业先将就了。
3. 烧写新的内核和文件系统，说下，最好备份一个可用的内核和Shell的配置文件，相信来看这篇文章的都不是高手，弄不明白那些选项和编译器、库以及各种头文件的关联关系，也许你修改一下再编译，内核或者Shell就不好使了。
4. 编写内核驱动程序。这个部分请看我下一篇文章，我也是看了那位高手的HOWTO才会明白其中细节的。
5. 编写使用驱动程序的测试程序。这是用来调试编写的驱动是不是真的好使，这个部分也请看我后面的文章。

在编写内核驱动程序的时候，需要注意的有这几点（建议你看完下一篇文章之后再回来看这下面的东西）：

• Linux 2.6和2.4内核的字符设备驱动的标准模版不同，网上能够搜到的多半是2.4的东西，需要修改。

2.4内核的驱动模版是
#define MODULE
#include <linux/module.h>
#include <linux/config.h>
static int __init init_module(void)
{    /*      * code here      */}
static void __exit cleanup_module(void)
{    /*      * code here      */}

2.6内核的驱动模版是
#include <linux/module.h>
#include <linux/config.h>
#include <linux/init.h>
MODULE_LICENSE("GPL");
static int __init name_of_initialization_routine(void)
{    /* code goes here */    return 0; }
static void __exit name_of_cleanup_routine(void)
{    /* code goes here */              }
module_init(name_of_initialization_routine);
module_exit(name_of_cleanup_routine);

（这个模版来源于ZDNET的一篇文档，但原文有些错误，可以在http://www.itpapers.com.cn/上搜索“Linux 2.6内核移植—硬件驱动篇”）

• Linux 2.6和2.4内核的字符设备驱动的注册方法不同，而且使用了dev_t这个设备ID的类型，提供了MAJOR(kdev_t dev)和MINOR(kdev_t dev)两个宏来获得设备的ID。

2.6内核的注册方法

A)静态注册
int register_chrdev_region(dev_t from, unsigned count, char *name);
B)动态注册
int alloc_chrdev_region(dev_t *dev, unsigned baseminor, unsigned count, char *name);

之后需要和文件操作结构体联系起来
包含 <linux/cdev.h>，利用struct cdev和file_operations连接
struct cdev *cdev_alloc(void);
oid cdev_init(struct cdev *cdev, struct file_operations *fops);
int cdev_add(struct cdev *cdev, dev_t dev, unsigned count);
分别为，申请cdev结构，和fops连接，将设备加入到系统中.

删除设备：
void cdev_del(struct cdev *cdev);
只有在cdev_add执行成功才可运行。

2.4内核的注册方法
int register_chrdev(unsigned major, char * name, struct file_operation * fops);

删除设备
int unregister_chrdev(unsigned major, char * name);

哈哈，好像2.4简单啊，为什么2.6要那么做呢？我的想法是这样的话字符设备可以不用和文件操作联系起来而用其他方法访问吧，不对的话不要笑我。但是在2.6内核中，register_chrdev仍然是可以用的。我看了下它的代码，是这样的：

int register_chrdev(unsigned int major, const char *name,
      struct file_operations *fops)
{
 struct char_device_struct *cd;
 struct cdev *cdev;
 char *s;
 int err = -ENOMEM;

 cd = __register_chrdev_region(major, 0, 256, name);
 if (IS_ERR(cd))
  return PTR_ERR(cd);
 
 cdev = cdev_alloc();
 if (!cdev)
  goto out2;

 cdev->owner = fops->owner;
 cdev->ops = fops;
 kobject_set_name(&cdev->kobj, "%s", name);
 for (s = strchr(kobject_name(&cdev->kobj),'/'); s; s = strchr(s, '/'))
  *s = '!';
  
 err = cdev_add(cdev, MKDEV(cd->major, 0), 256);
 if (err)
  goto out;

 cd->cdev = cdev;

 return major ? 0 : cd->major;
out:
 kobject_put(&cdev->kobj);
out2:
 kfree(__unregister_chrdev_region(cd->major, 0, 256));
 return err;
}

整个过程不就是对register_chrdev_region、cdev_add之类函数的调用么，呵呵。

• 内核地址和物理地址不同。也就是说仅仅知道了设备物理地址是根本无法访问设备的。这里需要在物理地址和虚拟地址之间转换。转换的方法是调用ioremap(addr, size)（原型在asm/io.h中），要问这两个参数什么类型的，我也不知道，实在没时间看那些复杂的宏。反正就是用物理地址和整形大小，能出正确的结果。举个例子：

unsigned long tmp;
unsigned long * pREG;
// Note:   pREG is a pointer which points to a 4-bytes long integer, "pREG + 4" is equal to
//         add 16-bytes offset to the physical address.
//         Added by Lu Xianzi 2007.5.29

pREG = ioremap(0x560000000, 0x20);
tmp = * (volatile unsigned long *) (pREG + 4);

值得一提的是，pREG在驱动程序中应该是一个全局变量，在初始化时因该将其赋值，在模块卸载时应使用iounmap(ptr)，来取消地址转换。
这种地址的映射不是简单的将一个地址转化为另一个地址，在内核中有一个表来记录这种映射，超过ioremap所注册范围大小的映射是不成立的，例如，访问0x56000080就不能在pREG的基础上简单的加上偏移（我的理解，FIXME）。

• 内核地址和用户空间地址不同，内核虚拟出一个环境，用户程序会认为自己好像拥有了整个物理空间。实际上内核空间是从0xc0000000开始的。内核空间和用户空间的指针所指的位置是不一样的，需要交换数据时，应使用get_user(var, ptr)和put_user(var, ptr)来进行数据的交换（原型在asm/uaccess.h中），这在下一篇文章中会提到。
  
  
• 内核和2.6内核模块的编译命令不同。

2.4内核是
#arm-linux-gcc -D__KERNEL__ -I[你的内核的位置]/include -DKBUILD_BASENAME=[你的模块的名字] -DMODULE -c -o [你要生成的模块文件的名字].o [驱动程序源文件的名字].c

2.6内核，必须在你的驱动程序源文件目录下建立一个Makefile，其中写上你要编译的源文件输出，如obj-m := [驱动程序源文件的名字].o，然后输入
# make -k -C [你的内核的位置] SUBDIRS=$PWD modules
2.4内核仅仅生成.o文件，2.6内核的模块扩展名是.ko。

• 模块的挂载与卸载，很简单

挂载模块
insmod [模块文件的名字].ko
在文件系统中建立节点
mknod /dev/[你想建立的节点名字] c [MAJOR] [MINOR]
其中，MAJOR、MINOR分别是主和子设备号，MAJOR就是你register_chrdev时的那个MAJOR。
接下来就可以用open函数打开设备，用read，write，ioctl等函数访问设备，用close函数关闭设备，这些函数的原型在stdio.h中。

• 用户程序注意事项

用户程序用open函数打开设备时，如果有写操作，请将open的参数设置为O_RDWR（是Operation的O，不是数字0，这个宏在fcntl.h中），如open("/dev/mydev", O_RDWR);，否则会出现write无法进行的错误。呵呵请恕我白痴，在这个问题上困扰很久。

• 解释下struct file_operation，内容来自友善之臂的文档，另外《Linux 字符设备驱动程序的设计》中也有提及。

简而言之，就是你在文件操作中使用的open，read，write，ioctl，close等，都会调用你在file_operation中定义的相应的函数入口。

• 首先必须明确你需要的是什么样的系统

ARM Linux应该归类为一种非抢占式的分时多任务操作系统（相关术语可以Google一下），它不适合用来做伺服控制、图像处理等对系统实时性要求较高的控制。uCOS-II，VxWork可以胜任那样的工作。Linux的优点在于开源（Open Source）、网络支持和跨平台支持。其中我最看重的是跨平台支持。因为我的实验室经常使用DSP、单片机控制机器人，而这些程序不具有平台移植性，所以每届硕士做机器人的控制都是从学习DSP或单片机做起，相当浪费时间。我的工作的目的就是利用ARM、Linux、uCOS-II，设计ARM-DSP双核系统，搭建一个控制平台。

•  然后必须建立开发环境。包括硬件环境和软件环境。

硬件环境就是必须购买一个ARM开发板，推荐买猎人的，这个与三星的SMDK2410这块“大众型”开发板完全兼容。搞嵌入式开发和普通的DSP、单片机开发不同，需要最多的是代码的移植，一个与“大众”系统兼容的开发板，可以节约移植别人编写的针对“大众”系统代码的时间。软件环境指的是需要有一台可以运行Linux的PC，以及PC的软件。这些软件包括gcc编译器、gcc交叉编译器（在PC平台编译非PC平台程序的编译器）、Linux NFS支持（用于网络下载内核到开发板）、Linux SMB支持（Linux访问Windows网络共享）、代码察看软件（例如Source Navigator）、Bootloader和内核源代码。其中前四项在安装Linux时候就必须选定，后几项从网络上获得。推荐在Windows下使用虚拟机建立开发系统，可以带来非常大的方便。具体的软硬件系统建立步骤“HOWTO”请看5月15日我写的文章。Linux内核和相应的编译器的下载地址我后面的文章会写出来。另外，有一定硬件电路开发经验的人会有需不需要仿真器的疑问，答案是：根本不需要也不可能用仿真器来调试，一个烧写电缆足以，除非你搞ARM7TDMI-S这种经过裁剪的ARM CPU的程序。主要的调试信息显示渠道是串口，主要的代码下载渠道是串口或者以太网——这由你的Bootloader决定，一个好的Bootloader可以大大减少内核调试的时间。我调试内核使用的是U-Boot的网络下载功能，800kB的内核只需要5~6秒就可以下载结束，我的开发板原配的VIVI的串口需要3分钟多，效率的差距显而易见，更不用说内核之后动辄几个或者几十个MB的文件系统了。 

• 接下来就可以进行开发了，首先是Bootloader

Bootloader是系统上电以后执行的第一段程序，它主要的功能和作用有：初始化硬件，复制Linux内核和Ramdisk文件（如果使用的话）到内存中，把预先设定的内核参数传递给内核并启动，提供硬件诊断、Flash烧写、网络连接等功能。推荐使用U-Boot，U-Boot的下载地址http://sourceforge.net/projects/u-boot。U-Boot的“HOWTO”可以看我5月23、30日写的文章。

 

 还必须说明的是，通常从开源工程网站下来的都是软件的源码，需要自己进行编译。编译由源码目录下的“Makefile”这个文件决定，其中包含有关于编译的配置和操作类型的信息。一般用于多平台的源码，Makefile中都有CROSS_COMPILE这一项，在编译之前必须将它指定到交叉编译器。对于arm-linux-gcc这个交叉编译器，如果设置了指向arm-linux-gcc的缺省路径，可以填写CROSS_COMPILE=arm-linux-，注意，后面的“-”不可以少。通常由于开源代码的编译器兼容性太差，你需要在你的电脑里安装多个版本的交叉编译器，例如我的U-Boot用2.95.3编译器编译，而Linux内核用的是3.4.1，我设置2.95.3为默认编译器。对于使用非默认路径编译器的代码，可以填写CROSS_COMPILE到绝对路径，例如CROSS_COMPILE=/usr/local/arm/3.4.1/bin/arm-linux-。另外，Linux内核的Makefile还有一个ARCH选项要修改，以后说。

 

 编译开源代码的一般步骤为：清除之前编译结果（clean）、设定编译配置（config）、编译（make）

 

1.清除之前编译结果

一般可以用：

# make clean

或者

# make distclean

这2种写法的区别在于，distclean不仅仅清除编译生成的*.o文件，而且还清除已经设定的编译配置。

2.设定编译配置

主要作用是将繁杂的代码进行组织，屏蔽所需编译目标不需用到的源代码文件，并将这个组织的结果保存下来。设定编译配置命令例如：

Linux内核编译的：

# make menuconfig

# make config

# make smdk2410_defconfig

U-Boot编译的：

# make smdk2410_config

menuconfig是最常用的一种方式，它将调用本机编译器（HOSTCC）产生一个交互的文本菜单式界面，对内核的编译选项、驱动支持、文件系统、调试、外设等进行设置。config是一个提问式的配置方式，很麻烦，不推荐使用。smdk2410_defconfig是针对三星的SMDK2410开发板的基本硬件进行配置，这可以节约一些配置内核的时间。类似这种xxxx_config的配置，体现了购买“大众”型开发板的优势，可以用最短的时间，建立起一套有效的嵌入式系统。

3.最后是编译

一般可以直接输入make。但是对于Linux2.4内核，之前还必须输入

# make dep

用以产生源代码之间的关联信息，2.6版本的内核不再需要这个步骤。

对于Linux内核，编译可以生成不同格式的映像文件，例如：

# make zImage

# make uImage

zImage是ARM Linux常用的一种压缩映像文件，uImage是U-boot专用的映像文件，它是在zImage之前加上一个长度为0x40的“头”，说明这个映像文件的类型、加载位置、生成时间、大小等信息。换句话说，如果直接从uImage的0x40位置开始执行，zImage和uImage没有任何区别。另外，Linux2.4内核不支持uImage，Linux2.6内核加入了很多对嵌入式系统的支持，但是uImage的生成也需要设置，这个以后我会介绍。

另外，我假设内核不采用任何模块。没有编译模块这一步。

•  然后是内核

内核的移植和调试是整个嵌入式系统开发中最麻烦的一步，建议如果没有良好的硬件和C语言基础，以及健壮的神经和充裕的时间，不要涉足内核的开发，尽可能采用网络上例如我的Blog中提供的现成方法，包括所有细节都要一一仿制，完成内核的移植。其实，这是考验你运气的一个环节，可能有的人一次就移植成功，可能有的人因为一些小小环节的问题，例如编译器版本问题、内核版本问题、代码修改输入错误之类的，遇到一些稀奇古怪的错误，卡住你的工作而无法继续。同时，这对你的耐心和毅力也是一个考验。呵呵，我被考验了一个月，也算是比较倒霉吧。内核修改和编译需要做的工作很多，由于Linux设备的驱动是集成在内核里的（当然还可以作为模块挂载，但是我不讨论模块问题），需要对内核代码进行修改。以后我会专门介绍。内核实现的功能是对硬件资源如内存、串口、液晶控制器的管理，以及对操作系统执行的任务程序的调度。

• 最后是文件系统

内核不能包括一个嵌入式系统所需的所有东西，例如程序，资料等，而且如果没有文件系统，对嵌入式系统工作过程产生信息的纪录也会成问题，所以一般的嵌入式Linux系统需要文件系统。当然没有文件系统内核也不是不能工作，这我就不太懂了，毕竟是个高深的问题……以我的跟踪内核运行认识来看，只要把你所需要执行的任务编译进内核，然后对初始化部分进行修改，让其在没有root文件系统的时侯继续下去，对你的任务进行调度也许就可以。

 

嵌入式Linux和PCLinux不同，一般嵌入式系统没有硬盘，所以传统的Linux文件系统如ext2，hpfs之类的不能用在嵌入式Linux上。常见的嵌入式文件系统有：romfs，cramfs，jffs，yaffs等，当然也可以通过Ramdisk使用ext2。这些文件系统的特性可以自己Google一下。

 

我最初接触到文件系统的时候，曾经有个很纯朴的想法，既然电脑硬盘上有文件系统，需要分区后格式化，那么嵌入式系统的Flash是不是也必须进行这样的操作呢，而且，分区表纪录在那里呢？在嵌入式Linux中，对Flash并不需要进行分区，目前我的解决方法是把“分区表”信息写入内核，然后直接在内核中分区表信息对应的Flash区域读写，这在内核中叫做MTD支持（Memomry Techonlogy Device），Flash同样需要擦除后写入相应内容——这可以通过Bootloader来完成，不像PC中用的是安装程序。

 

关于文件系统的建立，我还没有完全研究完，我仅仅是利用了从我的开发板原始文件系统中剥离的一个文件系统，还有很多错误，以后我会补充上文件系统建立的详细文章。