⑴ linux實時時間 xtime怎麼獲取並使用
RTC時間操作：
1.rtc時間是由rtc硬體控制的，所以在linux中想要修改和獲取rtc時間就只能通過驅動的介面來獲取和修改。
intrtc_test(void)
{
structrtc_timertc;
intfd=-1;
intret=-1;
fd=open("/dev/rtc0",O_RDWR);
if(fd<0){
return-1;
}
ret=ioctl(fd,RTC_RD_TIME,&rtc);
if(ret<0){
return-1;
}
printf(" CurrentRTCdata/timeis%d-%d-%d,%02d:%02d:%02d. ",rtc.tm_mday,rtc.tm_mon+1,
rtc.tm_year+1900,rtc.tm_hour,rtc.tm_min,rtc.tm_sec);
ret=ioctl(fd,RTC_SET_TIME,&rtc);
if(ret<0){
return-1;
}
return0;
}
2.除了上面這種方式操作rtc時間以外，linux中也有一個命令可以簡化rtc時間操作，hwclock，比如，可以通過system("hwclock-w");系統調用來把xtime設置到rtc硬體。
牆上時間（realtime、xtime）：
linux系統中主要使用的就是xtime，它是系統運行的基礎，很多程序都是依賴於xtime來運行的，接下來將介紹將如何操作xtime。
1.獲取、設置微秒級別的時間：
#include
#include
structtimeval
{
inttv_sec;
inttv_usec;
};
intgettimeofday(structtimeval*tv,structtimezone*tz);
intsettimeofday(conststructtimeval*tv,conststructtimezone*gz);
功能描述：
gettimeofday()獲取當前時間，有tv指向的結構體返回。
settimeofday()把當前時間設成由tv指向的結構體數據。當前地區信息則設成tz指向的結構體數據。
2.獲取秒級別的時間
typedeflongtime_t;
time_ttime(time_t*t);
如果t是non-null，它將會把時間值填入t中
3.內核2.6版本後新增的clockapi介面
獲取納秒級別的時間
structtimespec{
time_ttv_sec;/*秒s*/
longtv_nsec;/*納秒ns*/
};
intclock_getres(clockid_tclk_id,structtimespec*res);
intclock_gettime(clockid_tclk_id,structtimespec*tp);
intclock_settime(clockid_tclk_id、conststructtimespec*tp);
編譯連接時採用-lrt才能編譯通過。
clk_id可選參數：
CLOCK_REALTIME
系統全局的實時時鍾.設置此時鍾需要合適的許可權.
CLOCK_MONOTONIC
只能被讀取，無法被設置,表示monotonic時間起點.
CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID
從cpu每進程的高解析度計時器.
CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID
線程的特定cpu時間時鍾.
系統啟動時，會首先從rtc中讀取rtc時間，並設置給xtime，而當ntp對系統時間進行更新時，首先設置xtime，然後調用hwclock設置到rtc硬體中。xtime根據需要的精度，可以通過上面幾個介面來選擇使用。
⑵ linux下怎麼直接使用iic介面
利用Linux中IIC設備子系統移植IIC設備驅動
背景描述
IIC匯流排在嵌入式系統中應用十分廣泛，常見的有eeprom，rtc。一般的處理器會包含IIC的控制器，用來完成IIC時序的控制；另外一方面，由於IIC的時序簡單，使用GPIO口來模擬時序也是常見的做法。面對不同的IIC控制器，各種各樣的晶元以及linux源碼，如何更快做好IIC設備驅動。
問題描述
在我們的方案中，我們會用到eeprom，rtc以及tw2865。由於Hi3520的IIC控制器設計有問題，無法正常使用。而IIC控制器的SDA和SCL管腳正好是和兩個GPIO管腳復用的。Hisi將控制gpio來實現IIC的時序，從而對IIC設備進行操作。這種設計方式簡單明了，但使用IIC子系統，可以更方便的移植和維護其他的設備驅動。
問題分析
Hisi對於gpio口，rtc晶元以及tw2865的處理方式如下：將gpio口做成一個模塊化的驅動，該驅動模擬IIC時序，並向外提供一些函數介面，比如：EXPORT_SYMBOL(gpio_i2c_read_tw2815);等。對於具體的rtc晶元，將其注冊為一個misc設備，並利用gpio模塊導出的函數進行rtc晶元的配置操作。
其實對於linux-2.6.24\drivers\i2c目錄下代碼，我們可以加以利用。
Linux的IIC字結構分為三個組成部分：
IIC核心
IIC核心提供了IIC匯流排驅動和設備驅動的注冊、注銷方法，IICalgorithm上層的、與具體適配器無關的代碼以及探測設備、檢測設備地址的上層代碼。
IIC匯流排驅動
IIC匯流排驅動是對IIC硬體體系結構中適配器端的實現。
IIC設備驅動
IIC設備驅動是對IIC硬體體系總設備端的實現。
我們查看下該目錄下的makefile和kconfig：
obj-$(CONFIG_I2C_BOARDINFO) +=i2c-boardinfo.o
obj-$(CONFIG_I2C) += i2c-core.o
obj-$(CONFIG_I2C_CHARDEV) +=i2c-dev.o
obj-y +=busses/ chips/ algos/
i2c-core.c就是IIC核心，buses中的文件是主流處理器中IIC匯流排的匯流排驅動，而chips中的文件就是常用晶元的驅動，algos中的文件實現了一些匯流排適配器的algorithm，其中就包括我們要用到的i2c-algo-bit.c文件。
我們首先利用i2c-gpio.c和i2c-algo-bit.c做好匯流排驅動。
在i2c-gpio.c中，mole_initi2c_gpio_initplatform_driver_probe(&i2c_gpio_driver,i2c_gpio_probe);
將其注冊為platform虛擬匯流排的驅動。
在staticint __init i2c_gpio_probe(struct platform_device *pdev)中，
定義了如下三個結構體：
structi2c_gpio_platform_data *pdata;//平台相關的gpio的設置
structi2c_algo_bit_data *bit_data;//包含algorithm的具體函數，setor
get SDA和SCL
structi2c_adapter *adap;//適配器
i2c_gpio_probe主要做了下面幾件事：
填充bit_data結構的各個函數指針，關聯到具體的操作SDA和SCl函數。
填充adap結構，adap->algo_data= bit_data;
pdata= pdev->dev.platform_data;
bit_data->data= pdata;
pdev->dev->driver_data= adap;
在i2c-core中注冊適配器類型。
inti2c_bit_add_numbered_bus(struct i2c_adapter *adap)
在staticint i2c_bit_prepare_bus(struct i2c_adapter *adap)中
adap->algo= &i2c_bit_algo;
將i2c_bit_algo與adap關聯上。
static const structi2c_algorithm i2c_bit_algo = {
.master_xfer = bit_xfer,
.functionality = bit_func,
};
其中，master_xfer函數指針就是IIC傳輸函數指針。
I2c-algo-bit.c還實現了IIC開始條件，結束條件的模擬，發送位元組，接收位元組以及應答位的處理。
i2c-gpio.c中的i2c_gpio_setsda_val等函數是與具體平台gpio相關的。
修改對應arch-hi3520v100目錄下的gpio.h中的各個函數，這些函數是通過操作寄存器來控制gpio的方向和值。
在對應mach-hi3520v100中的platform-devices.c中添加如下：
static structi2c_gpio_platform_data pdata = {
.sda_pin = 1<<0,
.sda_is_open_drain = 1,
.scl_pin = 1<<1,
.scl_is_open_drain = 1,
.udelay = 4, /* ~100 kHz */
};
static struct platform_devicehisilicon_i2c_gpio_device = {
.name = "i2c-gpio",
.id = -1,
.dev.platform_data = &pdata,
};
static struct platform_device*hisilicon_plat_devs[] __initdata = {
&hisilicon_i2c_gpio_device,
};
int __inithisilicon_register_platform_devices(void)
{
platform_add_devices(hisilicon_plat_devs,ARRAY_SIZE (hisilicon_plat_devs));
return 0;
}
通過platform添加devices和driver，使得pdev->dev.platform_data=pdata
綜合上面的過程，我們完成了adapter的注冊，並將用gpio口模擬的algorithm與adapter完成了關聯。
這樣，在rtc-x1205.c中，x1205_attach函數利用i2c核心完成client和adap的關聯。
在x1205_probe函數中填充i2c_client結構體，並調用i2c_attach_client通知iic核心。
接著注冊rtc驅動。
最後我們要讀取時間，就需要構造i2c_msg結構體，如下所示：
struct i2c_msg msgs[] = {
{ client->addr, 0, 2,dt_addr }, /* setup read ptr */
{ client->addr, I2C_M_RD,8, buf }, /* read date */
};
/* read date registers */
if((i2c_transfer(client->adapter, &msgs[0], 2)) != 2) {
dev_err(&client->dev,"%s: read error\n", __FUNCTION__);
return -EIO;
}
dt_addr是寄存器的地址，I2C_M_RD表示iicread。
⑶ 如何使用linux的Documentation來寫驅動
Linux I2C驅動是嵌入式Linux驅動開發人員經常需要編寫的一種驅動，因為凡是系統中使用到的I2C設備，幾乎都需要編寫相應的I2C驅動去配置和控制它，例如 RTC實時時鍾晶元、音視頻採集晶元、音視頻輸出晶元、EEROM晶元、AD/DA轉換晶元等等。
Linux I2C驅動涉及的知識點還是挺多的，主要分為Linux I2C的匯流排驅動（I2C BUS Driver）和設備驅動（I2C Clients Driver），本文主要關注如何快速地完成一個具體的I2C設備驅動（I2C Clients Driver）。關於Linux I2C驅動的整體架構、核心原理等可以在網上搜索其他相關文章學習。
本文主要參考了Linux內核源碼目錄下的 ./Documentation/i2c/writing-clients 文檔。以手頭的一款視頻採集晶元TVP5158為驅動目標，編寫Linux I2C設備驅動。
1. i2c_driver結構體對象
每一個I2C設備驅動，必須首先創造一個i2c_driver結構體對象，該結構體包含了I2C設備探測和注銷的一些基本方法和信息，示例如下：
static struct i2c_driver tvp5158_i2c_driver = { .driver = { .name = "tvp5158_i2c_driver", }, .attach_adapter = &tvp5158_attach_adapter, .detach_client = &tvp5158_detach_client, .command = NULL, };
其中，name欄位標識本驅動的名稱（不要超過31個字元），attach_adapter和detach_client欄位為函數指針，這兩個函數在I2C設備注冊的時候會自動調用，需要自己實現這兩個函數，後面將詳細講述。
2. i2c_client 結構體對象
上面定義的i2c_driver對象，抽象為一個i2c的驅動模型，提供對i2C設備的探測和注銷方法，而i2c_client結構體則是代表著一個具體的i2c設備，該結構體有一個data指針，可以指向任何私有的設備數據，在復雜點的驅動中可能會用到。示例如下：
struct tvp5158_obj{ struct i2c_client client; int users; // how many users using the driver }; struct tvp5158_obj* g_tvp5158_obj;
其中，users為示例，用戶可以自己在tvp5158_obj這個結構體裡面添加感興趣的欄位，但是i2c_client欄位不可少。具體用法後面再詳細講。
3. 設備注冊及探測功能
這一步很關鍵，按照標準的要求來寫，則Linux系統會自動調用相關的代碼去探測你的I2C設備，並且添加到系統的I2C設備列表中以供後面訪問。
我們知道，每一個I2C設備晶元，都通過硬體連接設定好了該設備的I2C設備地址。因此，I2C設備的探測一般是靠設備地址來完成的。那麼，首先要在驅動代碼中聲明你要探測的I2C設備地址列表，以及一個宏。示例如下：
static unsigned short normal_i2c[] = { 0xbc >> 1, 0xbe >> 1, I2C_CLIENT_END }; I2C_CLIENT_INSMOD;
normal_i2c 數組包含了你需要探測的I2C設備地址列表，並且必須以I2C_CLIENT_END作為結尾，注意，上述代碼中的0xbc和0xbe是我在硬體上為我的tvp5158分配的地址，硬體上我支持通過跳線將該地址設置為 0xbc 或者 0xbe，所以把這兩個地址均寫入到探測列表中，讓系統進行探測。如果你的I2C設備的地址是固定的，那麼，這里可以只寫你自己的I2C設備地址，注意必須向右移位1。
宏 I2C_CLIENT_INSMOD 的作用網上有許多文章進行了詳細的講解，這里我就不詳細描述了，記得加上就行，我們重點關注實現。
下一步就應該編寫第1步中的兩個回調函數，一個用於注冊設備，一個用於注銷設備。探測函數示例如下：
static int tvp5158_attach_adapter(struct i2c_adapter *adapter) { return i2c_probe(adapter, &addr_data, &tvp5158_detect_client); }
這個回調函數系統會自動調用，我們只需要按照上述代碼形式寫好就行，這里調用了系統的I2C設備探測函數，i2c_probe()，第三個參數為具體的設備探測回調函數，系統會在探測設備的時候調用這個函數，需要自己實現。示例如下：
static int tvp5158_detect_client(struct i2c_adapter *adapter,int address,int kind) { struct tvp5158_obj *pObj; int err = 0; printk(KERN_INFO "I2C: tvp5158_detect_client at address %x ...\n", address); if( g_tvp5158_obj != NULL ) { //already allocated,inc user count, and return the allocated handle g_tvp5158_obj->users++; return 0; } /* alloc obj */ pObj = kmalloc(sizeof(struct tvp5158_obj), GFP_KERNEL); if (pObj==0){ return -ENOMEM; } memset(pObj, 0, sizeof(struct tvp5158_obj)); pObj->client.addr = address; pObj->client.adapter = adapter; pObj->client.driver = &tvp5158_i2c_driver; pObj->client.flags = I2C_CLIENT_ALLOW_USE; pObj->users++; /* attach i2c client to sys i2c clients list */ if((err = i2c_attach_client(&pObj->client))){ printk( KERN_ERR "I2C: ERROR: i2c_attach_client fail! address=%x\n",address); return err; } // store the pObj g_tvp5158_obj = pObj; printk( KERN_ERR "I2C: i2c_attach_client ok! address=%x\n",address); return 0; }
到此為止，探測並且注冊設備的代碼已經完成，以後對該 I2C 設備的訪問均可以通過 g_tvp5158_obj 這個全局的指針進行了。
⑷ Linux內核睡眠喚醒調試
本文基於 RockPI 4A 單板 Debian 系統 Linux4.4 內核介紹下睡眠喚醒（ suspend/resume ）的一些調試方法。
1、關閉串口睡眠
在Linux內核睡眠過程中，會先調用 suspend_console() 函數使串口進入睡眠狀態，這樣會導致後續設備驅動的睡眠過程不可見。可以在boot啟動參數中增加 no_console_suspend 參數，顯示設備驅動睡眠日誌。
2、修改串口日誌等級
修改串口日誌列印等級，顯示更多調試信息。
3、打開設備睡眠喚醒時間
設置 pm_print_times 參數，可以顯示設備驅動睡眠喚醒時間，方便調試時查看哪個函數處理佔用時間過長。
在調試Linux內核睡眠喚醒功能時，可以使用 RTC 做喚醒源，在系統睡眠5秒後，自動喚醒系統。
在 arch/arm64/configs/rockchip_linux_defconfig 文件中配置宏 CONFIG_PM_TEST_SUSPEND 。
喚醒日誌如下：
⑸ 如何調整Linux內核啟動中的驅動初始化順序late
Linux內核為不同驅動的載入順序對應不同的優先順序，定義了一些宏：
include\linux\init.h
#define pure_initcall(fn) __define_initcall("0",fn,1)
#define core_initcall(fn) __define_initcall("1",fn,1)
#define core_initcall_sync(fn) __define_initcall("1s",fn,1s)
#define postcore_initcall(fn) __define_initcall("2",fn,2)
#define postcore_initcall_sync(fn) __define_initcall("2s",fn,2s)
#define arch_initcall(fn) __define_initcall("3",fn,3)
#define arch_initcall_sync(fn) __define_initcall("3s",fn,3s)
#define subsys_initcall(fn) __define_initcall("4",fn,4)
#define subsys_initcall_sync(fn) __define_initcall("4s",fn,4s)
#define fs_initcall(fn) __define_initcall("5",fn,5)
#define fs_initcall_sync(fn) __define_initcall("5s",fn,5s)
#define rootfs_initcall(fn) __define_initcall("rootfs",fn,rootfs)
#define device_initcall(fn) __define_initcall("6",fn,6)
#define device_initcall_sync(fn) __define_initcall("6s",fn,6s)
#define late_initcall(fn) __define_initcall("7",fn,7)
#define late_initcall_sync(fn) __define_initcall("7s",fn,7s)
#define __initcall(fn) device_initcall(fn)
把自己的驅動的函數名用這些宏去定義之後，
就會對應不同的載入時候的優先順序。
其中，我們寫驅動中所用到的mole_init對應的是
#define mole_init(x) __initcall(x);
而
#define __initcall(fn) device_initcall(fn)
所以，驅動對應的載入的優先順序為6
在上面的不同的優先順序中，
數字越小，優先順序越高。
同一等級的優先順序的驅動，載入順序是鏈接過程決定的，結果是不確定的，我們無法去手動設置誰先誰後。
不同等級的驅動載入的順序是先優先順序高，後優先順序低，這是可以確定的。
所以，像我們之前在驅動中用：
mole_init(i2c_dev_init);
mole_init(as352x_afe_init);
mole_init(as352x_afe_i2c_init);
mole_init(enc28j60_init);
所以，大家都是同一個優先順序去初始化，
最後這些驅動載入的順序，可以查看在根目錄下，
生成的system.map：
。。。
c00197d8 t __initcall_alignment_init5
。。。。。
c00197f4 t __initcall_default_rootfsrootfs
c00197f8 t __initcall_timer_init_sysfs6
c00197fc t __initcall_clock_dev_init6
。。。
c00198d8 t __initcall_loop_init6
c00198dc t __initcall_net_olddevs_init6
c00198e0 t __initcall_loopback_init6
c00198e4 t __initcall_enc28j60_init6
。。。
c0019900 t __initcall_as352x_spi_init6
c0019904 t __initcall_spidev_init6
。。。
c0019920 t __initcall_i2c_dev_init6
c0019924 t __initcall_as352x_afe_i2c_init6
c0019928 t __initcall_as352x_afe_init6
。。。
c0019970 t __initcall_random32_reseed7
c0019974 t __initcall_seqgen_init7
c0019978 t __initcall_rtc_hctosys7
c001997c T __con_initcall_start
c001997c t __initcall_con_init
c001997c T __initcall_end
。。。
此處就是由於
c0019920 t __initcall_i2c_dev_init6
c0019924 t __initcall_as352x_afe_i2c_init6
c0019928 t __initcall_as352x_afe_init6
在
c00198e4 t __initcall_enc28j60_init6
之前，所以我這里才要去改。。。
知道原理，能想到的，就是
要麼把
as352x_afe_init
改到
enc28j60_init
之前一級，即優先順序為5。
即在驅動中，調用：
fs_initcall(as352x_afe_init)；
要麼把
enc28j60_init
改到
as352x_afe_init
之後，即優先順序為7
即在驅動中，調用：
late_initcall(enc28j60_init)；
但是，此處麻煩就麻煩在，
如果把
as352x_afe_init
改到
enc28j60_init
之前一級，
發現後面網卡初始化enc28j60_init中，雖然讀取晶元ID對了，
但是後面的IP-auto configure 有問題。
所以放棄。
如果把
enc28j60_init
改到
as352x_afe_init
之後，
但是，從system.map中看到的是，優先順序為7的驅動中，明顯有幾個驅動，
也是和網卡初始化相關的，所以，這樣改，嘗試後，還是失敗了。
所以，沒法簡單的通過調整現有的驅動的順序，去實現順序的調整。
最後，被逼無奈，想到了一個可以實現我們需求的辦法，
那就是，單獨定義一個優先順序，把afe相關的初始化都放到那裡面去，
這樣，就可以保證，其他沒什麼相關的沖突了。
最後證實，這樣是可以實現目的的。
具體添加一個新的優先順序的步驟如下：
1.定義新的優先順序
include\linux\init.h中：
#define pure_initcall(fn) __define_initcall("0",fn,1)
#define core_initcall(fn) __define_initcall("1",fn,1)
#define core_initcall_sync(fn) __define_initcall("1s",fn,1s)
#define postcore_initcall(fn) __define_initcall("2",fn,2)
#define postcore_initcall_sync(fn) __define_initcall("2s",fn,2s)
#define arch_initcall(fn) __define_initcall("3",fn,3)
#define arch_initcall_sync(fn) __define_initcall("3s",fn,3s)
#define subsys_initcall(fn) __define_initcall("4",fn,4)
#define subsys_initcall_sync(fn) __define_initcall("4s",fn,4s)
#define fs_initcall(fn) __define_initcall("5",fn,5)
#define fs_initcall_sync(fn) __define_initcall("5s",fn,5s)
#define rootfs_initcall(fn) __define_initcall("rootfs",fn,rootfs)
#if 1
#define prev_device_initcall(fn) __define_initcall("6",fn,6)
#define prev_device_initcall_sync(fn) __define_initcall("6s",fn,6s)
#define device_initcall(fn) __define_initcall("7",fn,7)
#define device_initcall_sync(fn) __define_initcall("7s",fn,7s)
#define late_initcall(fn) __define_initcall("8",fn,8)
#define late_initcall_sync(fn) __define_initcall("8s",fn,8s)
#else
#define device_initcall(fn) __define_initcall("6",fn,6)
#define device_initcall_sync(fn) __define_initcall("6s",fn,6s)
#define late_initcall(fn) __define_initcall("7",fn,7)
#define late_initcall_sync(fn) __define_initcall("7s",fn,7s)
#endif
2.用對應新的宏，定義我們的驅動：
prev_device_initcall(i2c_dev_init);
prev_device_initcall(as352x_afe_i2c_init);
prev_device_initcall(as352x_afe_init);
做到這里，本以為可以了，但是編譯後，在system.map中，發現之前優先順序為7的那幾個函數，
被放到system.map最後了，而不是預想的，
在優先順序7之後，在
c001997c T __con_initcall_start
c001997c t __initcall_con_init
c001997c T __initcall_end
之前。
最後，發現時沒有把對應的鏈接文件中的宏加進去：
3.
include\asm-generic\vmlinux.lds.h
#if 1
#define INITCALLS \
*(.initcall0.init) \
*(.initcall0s.init) \
*(.initcall1.init) \
*(.initcall1s.init) \
*(.initcall2.init) \
*(.initcall2s.init) \
*(.initcall3.init) \
*(.initcall3s.init) \
*(.initcall4.init) \
*(.initcall4s.init) \
*(.initcall5.init) \
*(.initcall5s.init) \
*(.initcallrootfs.init) \
*(.initcall6.init) \
*(.initcall6s.init) \
*(.initcall7.init) \
*(.initcall7s.init) \
*(.initcall8.init) \
*(.initcall8s.init)
#else
#define INITCALLS \
*(.initcall0.init) \
*(.initcall0s.init) \
*(.initcall1.init) \
*(.initcall1s.init) \
*(.initcall2.init) \
*(.initcall2s.init) \
*(.initcall3.init) \
*(.initcall3s.init) \
*(.initcall4.init) \
*(.initcall4s.init) \
*(.initcall5.init) \
*(.initcall5s.init) \
*(.initcallrootfs.init) \
*(.initcall6.init) \
*(.initcall6s.init) \
*(.initcall7.init) \
*(.initcall7s.init)
#endif
最後，再重新編譯，就可以實現我們要的，
和afe相關的驅動初始化，都在網卡enc28j60_init之前了。
也就可以在網卡裡面讀晶元ID了。
當然，對應編譯生成的system.map文件中，
對應的通過mole_init定義的驅動，優先順序也都變成7了。
而late_initcall對應優先順序8了。
註：當前開發板arm的板子，所以，對應的load 腳本在：
linux-2.6.28.4\arch\arm\kernel\vmlinux.lds
看起來，應該是這個文件：
linux-2.6.28.4\arch\arm\kernel\vmlinux.lds.S
生成上面那個腳本的。
vmlinux.lds中的這一行：
__initcall_start = .;
*(.initcallearly.init) __early_initcall_end = .; *(.initcall0.init) *(.initcall0s.init) *(.initcall1.init) *(.initcall1s.init) *(.initcall2.init) *(.initcall2s.init) *(.initcall3.init) *(.initcall3s.init) *(.initcall4.init) *(.initcall4s.init) *(.initcall5.init) *(.initcall5s.init) *(.initcallrootfs.init) *(.initcall6.init) *(.initcall6s.init) *(.initcall7.init) *(.initcall7s.init)
就是將之前那些對應的init類型的函數，展開，放到這對應的位置。
⑹ 「干貨」嵌入式Linux系統移植的四大步驟（上）
在學習系統移植的相關知識，在學習和調試過程中，發現了很多問題，也解決了很多問題，但總是對於我們的開發結果有一種莫名其妙的感覺，糾其原因，主要對於我們的開發環境沒有一個深刻的認識，有時候幾個簡單的命令就可以完成非常復雜的功能，可是我們有沒有想過，為什麼會有這樣的效果？
如果沒有去追問，只是機械地完成，並且看到實驗效果，這樣做其實並沒有真正的掌握系統移植的本質。
在做每一個步驟的時候， 首先問問自己，為什麼要這樣做，然後再問問自己正在做什麼？ 搞明白這幾個問題，我覺得就差不多了，以後不管更換什麼平台，什麼晶元，什麼開發環境，你都不會迷糊，很快就會上手。對於嵌入式的學習方法，我個人方法就是：從宏觀上把握(解決為什麼的問題)，微觀上研究(解決正在做什麼的問題)，下面以自己學習的arm-cortex_a8開發板為目標，介紹下自己的學習方法和經驗。
嵌入式Linux系統移植主要由四大部分組成：
一、搭建交叉開發環境
二、bootloader的選擇和移植
三、kernel的配置、編譯、和移植
四、根文件系統的製作
第一部分：搭建交叉開發環境
先介紹第一分部的內容：搭建交叉開發環境，首先必須得思考兩個問題，什麼是交叉環境? 為什麼需要搭建交叉環境？
先回答第一個問題，在嵌入式開發中，交叉開發是很重要的一個概念，開發的第一個環節就是搭建環境，第一步不能完成，後面的步驟從無談起，這里所說的交叉開發環境主要指的是：在開發主機上(通常是我的pc機)開發出能夠在目標機(通常是我們的開發板)上運行的程序。嵌入式比較特殊的是不能在目標機上開發程序(狹義上來說)，因為對於一個原始的開發板，在沒有任何程序的情況下它根本都跑不起來，為了讓它能夠跑起來，我們還必須要藉助pc機進行燒錄程序等相關工作，開發板才能跑起來，這里的pc機就是我們說的開發主機，想想如果沒有開發主機，我們的目標機基本上就是無法開發，這也就是電子行業的一句名言：搞電子，說白了，就是玩電腦！
然後回答第二個問題，為什麼需要交叉開發環境？主要原因有以下幾點：
原因 1： 嵌入式系統的硬體資源有很多限制，比如cpu主頻相對較低，內存容量較小等，想想讓幾百MHZ主頻的MCU去編譯一個Linux kernel會讓我們等的不耐煩，相對來說，pc機的速度更快，硬體資源更加豐富，因此利用pc機進行開發會提高開發效率。
原因2： 嵌入式系統MCU體系結構和指令集不同，因此需要安裝交叉編譯工具進行編譯，這樣編譯的目標程序才能夠在相應的平台上比如：ARM、MIPS、 POWEPC上正常運行。
交叉開發環境的硬體組成主要由以下幾大部分 ：
1.開發主機
2.目標機（開發板）
3.二者的鏈接介質，常用的主要有3種方式：(1)串口線 (2)USB線 (3)網線
對應的硬體介質，還必須要有相應的軟體「介質」支持：
1.對於串口，通常用的有串口調試助手，putty工具等，工具很多，功能都差不多，會用一兩款就可以；
2.對於USB線，當然必須要有USB的驅動才可以，一般晶元公司會提供，比如對於三星的晶元，USB下載主要由DNW軟體來完成；
3.對於網線，則必須要有網路協議支持才可以， 常用的服務主要兩個
第一：tftp服務：
主要用於實現文件的下載，比如開發調試的過程中，主要用tftp把要測試的bootloader、kernel和文件系統直接下載到內存中運行，而不需要預先燒錄到Flash晶元中，一方面，在測試的過程中，往往需要頻繁的下載，如果每次把這些要測試的文件都燒錄到Flash中然後再運行也可以，但是缺點是：過程比較麻煩，而且Flash的擦寫次數是有限的；另外一方面：測試的目的就是把這些目標文件載入到內存中直接運行就可以了，而tftp就剛好能夠實現這樣的功能，因此，更沒有必要把這些文件都燒錄到Flash中去。
第二： nfs服務：
主要用於實現網路文件的掛載，實際上是實現網路文件的共享，在開發的過程中，通常在系統移植的最後一步會製作文件系統，那麼這是可以把製作好的文件系統放置在我們開發主機PC的相應位置，開發板通過nfs服務進行掛載，從而測試我們製作的文件系統是否正確，在整個過程中並不需要把文件系統燒錄到Flash中去，而且掛載是自動進行掛載的，bootload啟動後，kernel運行起來後會根據我們設置的啟動參數進行自動掛載，因此，對於開發測試來講，這種方式非常的方便，能夠提高開發效率。
另外，還有一個名字叫 samba 的服務也比較重要，主要用於文件的共享，這里說的共享和nfs的文件共享不是同一個概念，nfs的共享是實現網路文件的共享，而samba實現的是開發主機上 Windows主機和Linux虛擬機之間的文件共享，是一種跨平台的文件共享 ，方便的實現文件的傳輸。
以上這幾種開發的工具在嵌入式開發中是必備的工具，對於嵌入式開發的效率提高做出了偉大的貢獻，因此，要對這幾個工具熟練使用，這樣你的開發效率會提高很多。等測試完成以後，就會把相應的目標文件燒錄到Flash中去，也就是等發布產品的時候才做的事情，因此對於開發人員來說，所有的工作永遠是測試。
通過前面的工作，我們已經准備好了交叉開發環境的硬體部分和一部分軟體，最後還缺少交叉編譯器，讀者可能會有疑問，為什麼要用交叉編譯器？前面已經講過，交叉開發環境必然會用到交叉編譯工具，通俗地講就是在一種平台上編譯出能運行在體系結構不同的另一種平台上的程序，開發主機PC平台（X86 CPU）上編譯出能運行在以ARM為內核的CPU平台上的程序，編譯得到的程序在X86 CPU平台上是不能運行的，必須放到ARM CPU平台上才能運行，雖然兩個平台用的都是Linux系統。相對於交叉編譯，平常做的編譯叫本地編譯，也就是在當前平台編譯，編譯得到的程序也是在本地執行。用來編譯這種跨平台程序的編譯器就叫交叉編譯器，相對來說，用來做本地編譯的工具就叫本地編譯器。所以要生成在目標機上運行的程序，必須要用交叉編譯工具鏈來完成。
這里又有一個問題，不就是一個交叉編譯工具嗎？為什麼又叫交叉工具鏈呢？原因很簡單，程序不能光編譯一下就可以運行，還得進行匯編和鏈接等過程，同時還需要進行調試，對於一個很大工程，還需要進行工程管理等等，所以，這里 說的交叉編譯工具是一個由 編譯器、連接器和解釋器 組成的綜合開發環境，交叉編譯工具鏈主要由binutils(主要包括匯編程序as和鏈接程序ld)、gcc(為GNU系統提供C編譯器)和glibc(一些基本的C函數和其他函數的定義) 3個部分組成。有時為了減小libc庫的大小，也可以用別的 c 庫來代替 glibc，例如 uClibc、dietlibc 和 newlib。
那麼，如何得到一個交叉工具鏈呢？是從網上下載一個「程序」然後安裝就可以使用了嗎？回答這個問題之前先思考這樣一個問題，我們的交叉工具鏈顧名思義就是在PC機上編譯出能夠在我們目標開發平台比如ARM上運行的程序，這里就又有一個問題了，我們的ARM處理器型號非常多，難道有專門針對我們某一款的交叉工具鏈嗎？若果有的話，可以想一想，這么多處理器平台，每個平台專門定製一個交叉工具鏈放在網路上，然後供大家去下載，想想可能需要找很久才能找到適合你的編譯器，顯然這種做法不太合理，且浪費資源！因此，要得到一個交叉工具鏈，就像我們移植一個Linux內核一樣，我們只關心我們需要的東西，編譯我們需要的東西在我們的平台上運行，不需要的東西我們不選擇不編譯，所以，交叉工具鏈的製作方法和系統移植有著很多相似的地方，也就是說，交叉開發工具是一個支持很多平台的工具集的集合(類似於Linux源碼)，然後我們只需從這些工具集中找出跟我們平台相關的工具就行了，那麼如何才能找到跟我們的平台相關的工具，這就是涉及到一個如何製作交叉工具鏈的問題了。
通常構建交叉工具鏈有如下三種方法：
方法一 ： 分步編譯和安裝交叉編譯工具鏈所需要的庫和源代碼，最終生成交叉編譯工具鏈。該方法相對比較困難，適合想深入學習構建交叉工具鏈的讀者。如果只是想使用交叉工具鏈，建議使用下列的方法二構建交叉工具鏈。
方法二： 通過Crosstool-ng腳本工具來實現一次編譯，生成交叉編譯工具鏈，該方法相對於方法一要簡單許多，並且出錯的機會也非常少，建議大多數情況下使用該方法構建交叉編譯工具鏈。
方法三 ： 直接通過網上下載已經製作好的交叉編譯工具鏈。該方法的優點不用多說，當然是簡單省事，但與此同時該方法有一定的弊端就是局限性太大，因為畢竟是別人構建好的，也就是固定的，沒有靈活性，所以構建所用的庫以及編譯器的版本也許並不適合你要編譯的程序，同時也許會在使用時出現許多莫名其妙的錯誤，建議讀者慎用此方法。
crosstool-ng是一個腳本工具，可以製作出適合不同平台的交叉編譯工具鏈，在進行製作之前要安裝一下軟體：
$ sudo apt-get install g++ libncurses5-dev bison flex texinfo automake libtool patch gcj cvs cvsd gawk
crosstool腳本工具可以在http://ymorin.is-a-geek.org/projects/crosstool下載到本地，然後解壓，接下來就是進行安裝配置了，這個配置優點類似內核的配置。主要的過程有以下幾點：
1. 設定源碼包路徑和交叉編譯器的安裝路徑
2. 修改交叉編譯器針對的構架
3. 增加編譯時的並行進程數，以增加運行效率，加快編譯，因為這個編譯會比較慢。
4. 關閉JAVA編譯器 ，減少編譯時間
5. 編譯
6. 添加環境變數
7. 刷新環境變數。
8. 測試交叉工具鏈
到此，嵌入式Linux系統移植四大部分的第一部分工作全部完成，接下來可以進行後續的開發了。
第二部分：bootloader的選擇和移植
01 Boot Loader 概念
就是在操作系統內核運行之前運行的一段小程序。通過這段小程序，我們可以初始化硬體設備、建立內存空間的映射圖，從而將系統的軟硬體環境帶到一個合適的狀態，以便為最終調用操作系統內核准備好正確的環境，他就是所謂的引導載入程序（Boot Loader）。
02 為什麼系統移植之前要先移植BootLoader？
BootLoader的任務是引導操作系統，所謂引導操作系統，就是啟動內核，讓內核運行就是把內核載入到內存RAM中去運行，那先問兩個問題：第一個問題，是誰把內核搬到內存中去運行？第二個問題：我們說的內存是SDRAM，大家都知道，這種內存和SRAM不同，最大的不同就是SRAM只要系統上電就可以運行，而SDRAM需要軟體進行初始化才能運行，那麼在把內核搬運到內存運行之前必須要先初始化內存吧，那麼內存是由誰來初始化的呢？其實這兩件事情都是由bootloader來乾的，目的是為內核的運行准備好軟硬體環境，沒有bootloadr我們的系統當然不能跑起來。
03 bootloader的分類
首先更正一個錯誤的說法，很多人說bootloader就是U-boot，這種說法是錯誤的，確切來說是u-boot是bootloader的一種。也就是說bootloader具有很多種類，
由上圖可以看出，不同的bootloader具有不同的使用范圍，其中最令人矚目的就是有一個叫U-Boot的bootloader，是一個通用的引導程序，而且同時支持X86、ARM和PowerPC等多種處理器架構。U-Boot，全稱 Universal Boot Loader，是遵循GPL條款的開放源碼項目，是由德國DENX小組開發的用於多種嵌入式CPU的bootloader程序，對於Linux的開發，德國的u-boot做出了巨大的貢獻，而且是開源的。
u-boot具有以下特點：
① 開放源碼；
② 支持多種嵌入式操作系統內核，如Linux、NetBSD, VxWorks, QNX, RTEMS, ARTOS, LynxOS；
③ 支持多個處理器系列，如PowerPC、ARM、x86、MIPS、XScale；
④ 較高的可靠性和穩定性；
⑤ 高度靈活的功能設置，適合U-Boot調試、操作系統不同引導要求、產品發布等；
⑥ 豐富的設備驅動源碼，如串口、乙太網、SDRAM、FLASH、LCD、NVRAM、EEPROM、RTC、鍵盤等；
⑦ 較為豐富的開發調試文檔與強大的網路技術支持；
其實，把u-boot可以理解為是一個小型的操作系統。
04 u-boot的目錄結構
* board 目標板相關文件，主要包含SDRAM、FLASH驅動；
* common 獨立於處理器體系結構的通用代碼，如內存大小探測與故障檢測；
* cpu 與處理器相關的文件。如mpc8xx子目錄下含串口、網口、LCD驅動及中斷初始化等文件；
* driver 通用設備驅動，如CFI FLASH驅動(目前對INTEL FLASH支持較好)
* doc U-Boot的說明文檔；
* examples可在U-Boot下運行的示常式序；如hello_world.c,timer.c；
* include U-Boot頭文件；尤其configs子目錄下與目標板相關的配置頭文件是移植過程中經常要修改的文件；
* lib_xxx 處理器體系相關的文件，如lib_ppc, lib_arm目錄分別包含與PowerPC、ARM體系結構相關的文件；
* net 與網路功能相關的文件目錄，如bootp,nfs,tftp；
* post 上電自檢文件目錄。尚有待於進一步完善；
* rtc RTC驅動程序；
* tools 用於創建U-Boot S-RECORD和BIN鏡像文件的工具；
05 u-boot的工作模式
U-Boot的工作模式有 啟動載入模式和下載模式 。啟動載入模式是Bootloader的正常工作模式，嵌入式產品發布時，Bootloader必須工作在這種模式下，Bootloader將嵌入式操作系統從FLASH中載入到SDRAM中運行，整個過程是自動的。 下載模式 就是Bootloader通過某些通信手段將內核映像或根文件系統映像等從PC機中下載到目標板的SDRAM中運行，用戶可以利用Bootloader提供的一些令介面來完成自己想要的操作，這種模式主要用於測試和開發。
06 u-boot的啟動過程
大多數BootLoader都分為stage1和stage2兩大部分，U-boot也不例外。依賴於cpu體系結構的代碼（如設備初始化代碼等）通常都放在stage1且可以用匯編語言來實現，而stage2則通常用C語言來實現，這樣可以實現復雜的功能，而且有更好的可讀性和移植性。
1、 stage1(start.s代碼結構)
U-boot的stage1代碼通常放在start.s文件中，它用匯編語言寫成，其主要代碼部分如下：
（1） 定義入口。由於一個可執行的image必須有一個入口點，並且只能有一個全局入口，通常這個入口放在rom(Flash)的0x0地址，因此，必須通知編譯器以使其知道這個入口，該工作可通過修改連接器腳本來完成。
（2）設置異常向量(exception vector)。
（3）設置CPU的速度、時鍾頻率及中斷控制寄存器。
（4）初始化內存控制器 。
（5）將rom中的程序復制到ram中。
（6）初始化堆棧 。
（7）轉到ram中執行，該工作可使用指令ldrpc來完成。
2、 stage2（C語言代碼部分）
lib_arm/board.c中的start armboot是C語言開始的函數，也是整個啟動代碼中C語言的主函數，同時還是整個u-boot（armboot）的主函數，該函數主要完成如下操作：
（1）調用一系列的初始化函數。
（2）初始化flash設備。
（3）初始化系統內存分配函數。
（4）如果目標系統擁有nand設備，則初始化nand設備。
（5）如果目標系統有顯示設備，則初始化該類設備。
（6）初始化相關網路設備，填寫ip,c地址等。
（7）進入命令循環（即整個boot的工作循環），接受用戶從串口輸入的命令，然後進行相應的工作。
07 基於cortex-a8的s5pc100bootloader啟動過程分析
s5pc100支持兩種啟動方式，分別為USB啟動方式和NandFlash啟動方式：
1. S5PC100 USB啟動過程
[1] A8 reset, 執行iROM中的程序
[2] iROM中的程序根據S5PC100的配置管腳(SW1開關4，撥到4對面)，判斷從哪裡啟動(USB)
[3] iROM中的程序會初始化USB，然後等待PC機下載程序
[4] 利用DNW程序，從PC機下載SDRAM的初始化程序到iRAM中運行，初始化SDRAM
[5] SDRAM初始化完畢，iROM中的程序繼續接管A8, 然後等待PC下載程序(BootLoader)
[6] PC利用DNW下載BootLoader到SDRAM
[7] 在SDRAM中運行BootLoader
2. S5PC100 Nandflash啟動過程
[1] A8 reset, 執行IROM中的程序
[2] iROM中的程序根據S5PC100的配置管腳(SW1開關4，撥到靠4那邊)，判斷從哪裡啟動(Nandflash)
[3] iROM中的程序驅動Nandflash
[4] iROM中的程序會拷貝Nandflash前16k到iRAM
[5] 前16k的程序(BootLoader前半部分)初始化SDRAM，然後拷貝完整的BootLoader到SDRAM並運行
[6] BootLoader拷貝內核到SDRAM，並運行它
[7] 內核運行起來後，掛載rootfs，並且運行系統初始化腳本
08 u-boot移植(基於cortex_a8的s5pc100為例)
1.建立自己的平台
(1).下載源碼包2010.03版本，比較穩定
(2).解壓後添加我們自己的平台信息，以smdkc100為參考版，移植自己s5pc100的開發板
(3).修改相應目錄的文件名，和相應目錄的Makefile，指定交叉工具鏈。
(4).編譯
(5).針對我們的平台進行相應的移植，主要包括修改SDRAM的運行地址，從0x20000000
(6).「開關」相應的宏定義
(7).添加Nand和網卡的驅動代碼
(8).優化go命令
(9).重新編譯 make distclean(徹底刪除中間文件和配置文件) make s5pc100_config(配置我們的開發板) make(編譯出我們的u-boot.bin鏡像文件)
(10).設置環境變數，即啟動參數，把編譯好的u-boot下載到內存中運行，過程如下：
1. 配置開發板網路
ip地址配置:
$setenv ipaddr 192.168.0.6 配置ip地址到內存的環境變數
$saveenv 保存環境變數的值到nandflash的參數區
網路測試:
在開發開發板上ping虛擬機：
$ ping 192.168.0.157(虛擬機的ip地址)
如果網路測試失敗,從下面幾個方面檢查網路：
1. 網線連接好
2. 開發板和虛擬機的ip地址是否配置在同一個網段
3. 虛擬機網路一定要採用橋接(VM--Setting-->option)
4. 連接開發板時，虛擬機需要設置成 靜態ip地址
2. 在開發板上，配置tftp伺服器(虛擬機)的ip地址
$setenv serverip 192.168.0.157(虛擬機的ip地址)
$saveenv
3. 拷貝u-boot.bin到/tftpboot(虛擬機上的目錄)
4. 通過tftp下載u-boot.bin到開發板內存
$ tftp 20008000(內存地址即可) u-boot.bin(要下載的文件名)
如果上面的命令無法正常下載:
1. serverip配置是否正確
2. tftp服務啟動失敗，重啟tftp服務
#sudo service tftpd-hpa restart
5. 燒寫u-boot.bin到nandflash的0地址
$nand erase 0(起始地址) 40000(大小) 擦出nandflash 0 - 256k的區域
$nand write 20008000((緩存u-boot.bin的內存地址) 0(nandflash上u-boot的位置) 40000(燒寫大小)
6. 切換開發板的啟動方式到nandflash
1. 關閉開發板
2. 把SW1的開關4撥到4的那邊
3. 啟動開發板，它就從nandflash啟動