xunwei笔记2---基本概念和环境

UBOOT初探：
BOOTLOADER是个大的裸机程序。uboot 和Linux内核不一样，他没有多任务调度的代码，虽然可以挂接文件系统，也可以有网络协议栈。uboot最初执行的是汇编，集中在那三个汇编文件当中，然后就是C代码了。
有个文件夹叫做‘NET’，里面就是TCP/IP网络协议栈，网络协议的源代码都在里面了。
三个重点目录：'board'的目录，'cpu'的目录，'drivers'的目录。
内核启动以后，uboot就没什么事了，完成任务靠边站了。
u-boot.lds，这个文件很重要，这个文件就是：编译连接脚本。用来描述输出文件的内存布局。这个文件，你平时看不到，在CPU/A9目录下。在编译以后，根目录里也会出现！
打开u-boot.lds文件看一看，uboot先执行什么，在哪个文件里执行。
注意start.o是源文件start.s生成的。打开start.s这个文件，看到都是汇编语言。在uboot最开始执行的代码，就是用汇编语言来写的。
我们学习ARM+Linux系统，其实不用深入学习ARM的汇编语言，了解一下就可以了。
ARM的每条指令是对齐的，都是占用4个字节。
把另外两个文件打开：cpu/arm_cortexa9/s5pc210/cpu_init.s及board/samsung/smdkc210/lowlevel_init.s，主要也就这三个汇编程序。
cpu_init.s 这个文件里的汇编，主要功能就是初始化DDR内存，也就是设置DDR的参数，让DDR3能工作起来。如果我们换了一种内存颗粒，可以修改这里面的代码。
最后通过ldr pc, _start_armboot指令，把函数start_armboot的地址，赋值给pc指针，这样，下一个指令就从start_armboot函数开始执行了，而start_armboot这个函数是个C函数，它在文件 lib_arm/board.c中，这样，就完成了从执行汇编语句到执行C语言语句的转变。
uboot 还有个功能就是传递参数给Linux，也就是cmd_line。
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澄清几个基本概念：
Linux这个操作系统，必须要挂一个文件系统！有些操作系统，比如Vxworks就不需要，uCos也不需要。
Linux是在运行的最后才挂载文件系统！Linux启动到最后，等所有驱动初始化完成以后，最后一步才挂载文件系统。
挂载ramdisk-uboot.img和system.img文件系统，也就是安卓。其中ramdisk-uboot.img是启动各种安卓服务的脚本。
QT和Android系统一样，其实都算是个文件系统，而QT和Android的底层都是 Linux内核，也就是那个zImage文件。
ubuntu也是这样，也只是linux内核起来以后挂载的一个文件系统！
UBOOT检测内存，存储等设备，并且设置处理器等设备的时钟等等。uboot到最后开始引导内核，也就是把zImage 那个文件拷贝到内存，并去运行。
内核不断的打印出各种外部设备的信息，对各种外设进行驱动初始化。最后挂载文件系统。不仅仅是挂载，还要执行文件系统里的应用程序！实际上，你真的可以把Android看做Linux上面跑的一个应用程序！
那个内核，zImage ,所有的驱动都在里面!
迅为提供的资料已经足够用了，不要再找资料了，找的越多越难入门。
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4412启动流程：
ARM9，ARM11，A8，A9属于微处理器，也就是MPU；
与MCU区别不仅仅是速度，MPU多了两个部件：CACHE和MMU；处理器速度相对于内存速度，差距太大，所以就引入了CACHE；
ARM里面，启动MMU以后，我们编程看到的地址都是虚拟地址，经过MMU以后才是具体的物理地址；
4412包括以前的2440,6410，在上电以后，MMU是关闭的，也就是说这个时候其实和单片机差不多；但是，在Linux启动以后，操作系统就会把MMU打开；
上电后，从0地址开始执行，0地址就是IROM，也就是一段程序，是芯片自带的，三星写的，源码谁也拿不到；
4412可以从TF卡启动，也可以从EMMC启动，还可以从USB启动，这都是IROM程序决定的；
iROM执行以后，会到外部找程序，找到以后，要拷贝8K的程序到内部RAM，这8K的程序就是 BL1；uboot在编译完成后，把BL1和自己拼接到了一起；这个BL1由三星提供文件，是加密的；BL1是根据各个厂家的公钥，根据RSA算法弄的；
uboot的编译：build_uboot.sh脚本，就是把几个文件拼接一下，生成最终的 u-boot-iTOP-4412.bin；
启动过程：iROM-->BL1--->BL2（16K）---->uboot---->zImage---->挂接文件系统；
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BL1与BL2：
BL2可看到源码。
BL1在IRAM运行。IRAM总共才256K。
BL1老版本是8K，新的已经是15K啦。
BL2也是要在IRAM里运行的！BL1并没有初始化DDR3.
加载BL1的时候，要对BL1进行多种安全检验，然后BL1会对BL2进行各种检验。BL1主要作用是出于安全考虑。
BL2大约14K，补齐到16K。uboot也要做补齐的，就是补齐到328K。
我们自己的BL1和BL2是没有经过secure boot的，但是BL1本身还是安全的，三星提供的，不过BL1不再对BL2进行secure认证了。BL1本身是经过IROM的所有安全认证的。
BL1的程序可以自己搞，然后经过算法加密就行了
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LINUX驱动初探：
Linux把所有的设备都看成文件。
驱动分类：字符、网络和块设备。
对于文件的操作一般有几个函数：open()，read()，write()，ioctl()，close()；
ioctl（）, 比如我想从文件中间读数据，就要用这个函数把读取的指针指定到文件的中间。
做驱动，尤其是字符类驱动，就是做好open()，write()，ioctrl()等几个函数，然后等着上层去调用！
在Linux文件系统里面，肯定会有个目录叫做/dev，这个目录里的所有文件是设备文件（或者叫做设备节点），所有的设备，只要是做好了驱动，都要在这个目录里生成一个文件！
我们对LED操作，那就要用 open这个函数打开设备文件 /dev/leds；系统提供的open等函数，最终要找到对应的驱动程序里的open来执行！
设备文件（节点），它就是应用程序和驱动程序之间的桥梁！设备文件里面什么也没有，但包含了两个信息：主设备号 和 次设备号；
主设备号用来区分不同种类的设备，次设备号区分同类设备里的不同的硬件；
做完那几个函数以后，必须注册到系统！通过register_chrdev（）函数注册。
实际驱动程序中名字会有变化，比如led_open(），led_read()等，而这几个函数将来会被上层应用程序使用Linux系统函数open（）等来间接调用！实际上也可以认为驱动程序就是底层提供的函数库。
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使用FASTBOOT烧写安卓和通过SD卡烧写LINUX-QT：（LINUX-QT也是一个运行在开发板上的操作系统，比较简陋，内含基本的工具软件）
011---EMMC启动；100--SD卡启动；靠近网口端为0；
FASTBOOT烧写：串口，USB-OTG；Win7或者XP系统；fastboot软件工具；USB驱动，也是OTG线连接手机需要的驱动（豌豆荚或者360手机助手）；超级终端串口软件；
FASTBOOT操作步骤：（使用emmc）
1）准备好4个安卓镜像文件，即UBOOT文件，内核文件，两个文件系统文件；（复制到fastboot软件工具的\USB_fastboot_tool\ platform-tools文件夹中）
2）打开超级终端，默认波特率115200；
3）启动开发板，串口进入倒计时，输入任意字符，进入u-boot模式；
4）创建EMMC分区，命令：fdisk -c 0；（格式化不会影响uboot和内核文件，只销毁文件系统；此格式化按照默认空间大小分区：uboot+内核=5M；安卓文件系统300M；Data和Cache文件为1G；临时文件为300M；如果想更改Linux内核镜像文件区域的大小，只能更改u-boot文件，迅为提供源码；例如fdisk -c 0 500 1026 600 可以将EMMC分为Android镜像500M（第2号盘符）、Data和Cache文件夹为1026M（第3号盘符）、临时文件为600M （第4号盘符），第1号盘符是用户区）
5）格式化eMMC分区，命令fatformat mmc 0:1，0代表emmc，1代表盘符，将用户区改为fat格式；2，3，4盘符都是如下格式化：ext3format mmc 0:X，X依次为2，3，4；
6）连接开发板和PC的USB_fastboot_tool工具，串口中输入命令 ：fastboot；（进入FASTBOOT状态）
7）打开\USB_fastboot_tool\ platform-tools文件夹中的cmd.exe，
分别输入4种命令：fastboot.exe flash bootloader u-boot-iTOP-4412.bin（新手不要执行此条），
fastboot.exe flash kernel zImage，
fastboot.exe flash ramdisk ramdisk-uboot.img，
fastboot.exe flash system system.img；
8）在cmd.exe中执行fastboot -w命令，擦除用户区数据；
9）在cmd.exe中执行fastboot reboot 命令，重启开发板；
制作可以烧写的TF卡（将uboot写入TF卡）：
1）在WIN7下使用格式化软件工具，将TF卡格式化（FAT32）；
2）将TF卡插入开发板，使用EMMC启动UBOOT程序，将TF卡分区和格式化；
输入命令：fdisk -c 1；
fatformat mmc 1:1；
ext3format mmc 1:2；
ext3format mmc 1:3；
ext3format mmc 1:4；
3）将TF卡连接至UBUNTU系统，使用df -l命令查看盘符（是sdb还是sdc之类），ubuntu系统盘符是sda。
4）在UBUNTU系统中登录root权限账户，进入uboot.bin所在的目录，执行命令./mkuboot /dev/sdb，将uboot程序写入TF卡。制作完毕后，TF卡可见空间会减少。
5）如果是2GB的TF卡，第一条命令改为：fdisk -c 1 300 300 300；适当分配空间。
6）验证TF卡是否制作成功。可改变拨码开关，通过TF卡启动进入UBOOT。
使用TF卡烧写LINUX-QT系统文件：（安卓与其过程相同，UBUNTU不同）
1）在WIN7下，在TF卡建立sdupdate文件夹（名称固定），将4个镜像文件复制到该文件夹；
2）将TF卡插入开发板，使用emmc启动，进入uboot程序，在串口终端输入命令：sdfuse flashall；
或者分别执行如下命令：
sdfuse flash bootloader u-boot-iTOP-4412.bin（新手不要烧写执行这一步，会更新emmc的uboot）
sdfuse flash kernel zImagesdfuse flash ramdisk ramdisk-uboot.img
sdfuse flash system system.img
上述命令将系统文件写入了EMMC。
3）等待更新完成，输入reset命令，重启系统。
如果emmc的uboot坏了，也没有制作好的TF卡：
1）购买TF卡，在WIN7下使用格式化软件工具，将TF卡格式化（FAT32）；
2）将TF卡连接至UBUNTU系统，烧写uboot程序至TF卡；（参考前面所述）
3）使用TF卡启动，进入UBOOT程序，执行分区及格式化命令：fdisk -c 1等等；（参考前面所述）
4）在WIN7下，在TF卡建立sdupdate文件夹（名称固定），将uboot.bin文件复制到该文件夹，使用sdfuse flash bootloader u-boot-iTOP-4412.bin命令，将UBOOT刷新到emmc；
注意：uboot启动后，程序在内存里运行，所以可以回头修改emmc和TF卡的uboot文件；
不同尺寸的屏幕，提供了不同的内核镜像文件zImage，只需刷入相应内核文件即可。
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将UBUNTU系统烧写到开发板：（始终通过EMMC启动）
1）制作一个TF卡，插入开发板，在UBOOT程序下先分区格式化，然后在UBUNTU系统下将所有镜像文件复制进去（文件系统要解压到TF卡的1.7G分区，其它在WINDOWS下复制到sdupdate文件夹）；（该TF卡必须是2GB容量，否则会出问题）
2）启动开发板，进入UBOOT，将EMMC分区和格式化，然后将TF卡中的uboot和zImage_sd文件刷新到EMMC指定分区，使EMMC可以从TF卡寻找文件系统，从而启动UBUNTU系统；
3）执行reset命令重启开发板，进入UBUNTU系统，将U盘中的UBUNTU文件系统解压到EMMC的指定分区；（必须是通过USB接口，U盘可以是更大容量的TF卡，U盘中是文件系统的压缩包）
4）重启开发板，进入uboot，将zImage文件刷新至EMMC，然后reset命令重启。此后EMMC将从自己寻找UBUNTU系统文件，不再从TF卡寻找。
注意：U盘在UBUNTU中的盘符通过df -l查看，一般是sda*名称。emmc的盘符名称是mmcblk0**；其它分区和格式化命令参考前述。
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虚拟机安装及SSH软件及ROOT权限及VI编辑器：
1）虚拟机（VMware workstation）版本要高于8.0.3，不能太高，会出问题；
2）ubuntu镜像版本12.0.4；
3）在网盘下载虚拟机，自己在网上找cdk破解一下；试用版一个月；
4）在开发板使用说明书中有安装虚拟机和加载镜像的说明；
5）在群里下载《华为内部linux教程》，有命令讲解。
6）打开ubuntu命令窗口：Ctrl + Alt + T 快捷键；
7）在虚拟机里面配置网络连接，分为固定IP和动态IP两种情况；使用ifconfig命令查看ubuntu的ip；配置完毕后可在win7命令窗口下ping ubuntu的ip查看连通性；
8）ssh软件：在win7下和ubuntu下都要安装，在win7下的ssh中配置ubuntu的ip地址和root登录用户，详细使用以后在实验中讲解；
9）root用户：使用topeet登录；
10）VI编辑器：使用时再讲解；
注意：不要随意升级虚拟机软件，ubuntu有安装好SSH软件的镜像；
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使用虚拟机加载ubuntu系统：（已经安装好各种软件）
1）下载并解压ubuntu系统文件夹；（路径：iTOP-4412开发板搭建编译环境所需要的工具包以及补丁包”→“02-Ubuntu系统安装包”→“02-搭建好开发环境的Ubuntu虚拟机镜像V2.0）
2）使用vmware虚拟机打开其中的*.vmx文件；
3）点击“开启此虚拟机”；
4）不要升级ubuntu，显卡可能不兼容；
5）不要直接关闭虚拟机窗口，要先在ubuntu中关机；
6）默认密码topeet；
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使用虚拟机安装ubuntu原始系统：（没有安装各种软件）
1）使用虚拟机新建选项，加载ubuntu的iso文件；
2）硬盘分配40GB；（安卓4.0.3要100GB，安卓4.4要150GB到200GB）
3）两个密码设成一样的，避免遗忘；
4）应该联网，且网速要好，这样安装会快；
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虚拟机网络设置：
1）桥接模式；---适用于动态IP；
2）仅主机模式；---不能上网，只能与PC通信；
3）自定义模式，VMNET8(NAT)；---适用于固定IP；
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底板设计：
1）需要给核心板供电4.2V，即VSYS_K；
2）USB差分对阻抗90欧，单端42--78欧；
3）HDMI,LVDS差分对阻抗100欧，单端50欧；
4）WIFI天线是50欧阻抗匹配；
5）TF卡的时钟信号要做包地处理；
6）RGB信号要和转LVDS信号的芯片距离较近；
7）所有差分对一同走线；
8）电源线远离单根高速信号线；
9）PCB厂的水平：要求能做6mil线宽，5mil的间距；
10）不做自动贴片焊接，可用沉金。
11）WIFI模块的PCB中有天线的做法。---使用CADANCE。
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不同的LCD接口：
1）ARM自带的是RGB和MIPI接口；
2）9.7寸所需的LVDS通过RGB转接而来，转换芯片型号SN75LVDS83B；
3）MIPI接口的屏幕要求精准配置，否则不亮，厂家一般会给出配置参数和注意事项；