導(dǎo)讀：嵌入式Linux開發(fā)大體上可以分為三個(gè)部分BSP開發(fā)、系統(tǒng)集成、應(yīng)用開發(fā)，一般公司開發(fā)會(huì)有不同的人員分別負(fù)責(zé)這三個(gè)大的部分。就本文談到Linux系統(tǒng)構(gòu)建而言，主要涉及到BSP、系統(tǒng)集成兩個(gè)方面。對(duì)于從業(yè)人員而言了解Linux系統(tǒng)的構(gòu)建過(guò)程，會(huì)對(duì)Linux系統(tǒng)有更加深入的理解。

　　1. 基本概念

　　1.1 嵌入式開發(fā)主要任務(wù)

　　首先想談?wù)剬?duì)于Linux開發(fā)這三個(gè)方面的大體內(nèi)容，具體有哪些開發(fā)工作：

　　BSP開發(fā)：移植bootloader以及Linux 內(nèi)核，開發(fā)Linux設(shè)備驅(qū)動(dòng)

　　系統(tǒng)集成：將用戶空間所需的組件集成進(jìn)系統(tǒng)并進(jìn)行配置，同時(shí)開發(fā)升級(jí)恢復(fù)機(jī)制。

　　應(yīng)用開發(fā)：開發(fā)特定業(yè)務(wù)的應(yīng)用軟件或者庫(kù)

　　而對(duì)于Linux的啟動(dòng)過(guò)程，大體如下圖：

　　當(dāng)然對(duì)于不同的體系結(jié)構(gòu)會(huì)有所不同，本文主要基于ARM進(jìn)行討論。

　　至于Bootloader、內(nèi)核的移植、驅(qū)動(dòng)開發(fā)不在本文的討論范圍。假定都是完備可執(zhí)行的。那么Buildroot可以幫我們做什么呢？Buildroot可以完成Bootloader的配置編譯、內(nèi)核的配置編譯、根文件系統(tǒng)的配置編譯、用戶空間所需的軟件組件及庫(kù)的配置編譯等工作。

　　1.2 常用的Linux構(gòu)建系統(tǒng)

　　常見的嵌入式構(gòu)建系統(tǒng)有Yocto/OpenEmbedded，PTXdist， Buildroot，OpenWRT 等等。。。

　　比較流行的有兩種：

　　Yocto/OpenEmbedded：使用二進(jìn)制包構(gòu)建完整的Linux發(fā)行版。功能強(qiáng)大，但有些復(fù)雜，而且學(xué)習(xí)曲線相當(dāng)陡峭。

　　Buildroot：構(gòu)建一個(gè)根文件系統(tǒng)映像，沒有二進(jìn)制包。使用，理解和修改要簡(jiǎn)單得多

　　2. Buildroot之初體驗(yàn)

　　2.1 Buildroot簡(jiǎn)介

　　Buildroot的特點(diǎn)：

　　可以構(gòu)建工具鏈，rootfs，內(nèi)核，引導(dǎo)程序

　　易于配置：menuconfig，xconfig等

　　快速：只需幾分鐘即可構(gòu)建一個(gè)簡(jiǎn)單的根文件系統(tǒng)

　　易于理解：用大量書面文件制作

　　小型根文件系統(tǒng)，起始于2 MB

　　提供2500多個(gè)用于用戶空間庫(kù)/應(yīng)用程序的軟件包

　　支持多種架構(gòu)

　　知名技術(shù)：make和kconfig

　　具有最讓用戶心動(dòng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)：

　　簡(jiǎn)單易用

　　易于定制

　　可復(fù)制的構(gòu)建

　　小根文件系統(tǒng)

　　而事實(shí)上，Buildroot確實(shí)如其期望一樣，簡(jiǎn)單易用，用戶體驗(yàn)友好。詳細(xì)請(qǐng)參考：https://buildroot.org/

　　2.2 基本的步驟

　　Buildroot的使用主要有以下幾個(gè)步驟：

　　下載：從下面網(wǎng)址選擇你需要的版本

　　https://buildroot.org/download.html

　　你也可以：git clone git：//http://git.busybox.net/buildroot

　　配置：可選的有以下幾種配置方式：

　　make menuconfig，這無(wú)疑是為大家所熟知的，因?yàn)閮?nèi)核正式基于kconfig語(yǔ)言的配置方式。需要ncurses的支持

　　make nconfig，需要ncurses的支持

　　make xconfig，需要QT的支持

　　make gconfig，需要QTK的支持

　　編譯：make

　　部署： 位于。/output/images/下 是生產(chǎn)的bootloader鏡像，內(nèi)核鏡像以及根文件系統(tǒng)壓縮包。

　　2.3 基本配置

　　對(duì)于一個(gè)最小系統(tǒng)而言，我們需要配置以下一些基本配置就可以進(jìn)行編譯了：

　　本文基于TI的DM3730為例進(jìn)行描述。

　　TI公司的DM3730微處理器是由1GHz（同時(shí)支持300，600和800MHz）的ARM Cortex-A8 Core和800MHz（同時(shí)支持250，520和660MHz）的TMS320C64x+ DSP Core兩部分組成，并集成了3D圖形處理器，視頻加速器（IVA），USB 2.0，支持MMC/SD卡，串口等。DM3730 pin-to-pin兼容DM3725、AM3715、AM3703處理器，支持高清720p視頻編解碼。

　　2.3.1 Target配置

　　根據(jù)芯片手冊(cè)很容易做出如上配置。所以關(guān)于目標(biāo)機(jī)的配置，主要是包括大小端、目標(biāo)機(jī)二進(jìn)制格式、目標(biāo)機(jī)內(nèi)核變種、浮點(diǎn)支持選項(xiàng)、指令集選擇。

　　2.3.2 Build 配置

　　主要配置以下一些內(nèi)容：

　　配置文件保存位置，將配置文件保存的好處是，在重新構(gòu)建時(shí)，值需要調(diào)用

　　make 《xxx_defconfig》

　　然后make，而不必重新全部配置。

　　配置下載位置，因?yàn)橄到y(tǒng)構(gòu)建的時(shí)候需要從網(wǎng)絡(luò)上抓起很多軟件報(bào)的代碼進(jìn)行編譯構(gòu)建。這個(gè)一般不需要修改。

　　strip target binaries建議使能，這樣會(huì)使文件尺寸變小。

　　對(duì)于其他的選項(xiàng)基本可以不做修改。

　　2.3.3 工具鏈配置

　　工具鏈配置非常重要，不容出錯(cuò)：

　　工具鏈可選擇外部可執(zhí)行工具鏈，亦可以自行編譯，或者本地存放的廠商提供的二進(jìn)制工具鏈。本例選則本地可執(zhí)行二進(jìn)制包。

　　工具鏈前導(dǎo)符，本文選擇arm-none-linux-gnueabi，這取決于所用芯片的體系結(jié)構(gòu)，需與所配的工具對(duì)應(yīng)！ 另外需要注意的是浮點(diǎn)的支持，需與所選芯片是否有硬件浮點(diǎn)計(jì)算單元匹配，且與上面提到的目標(biāo)機(jī)浮點(diǎn)配置對(duì)應(yīng)。

　　外部GCC版本，選擇所需的版本。

　　內(nèi)核頭文件版本，這個(gè)選項(xiàng)至關(guān)重要，需與你用的內(nèi)核版本對(duì)應(yīng)

　　GDB調(diào)試，這個(gè)建議選上，方便后面系統(tǒng)調(diào)試

　　MMU支持，一般地需要MMU支持。

　　對(duì)于其他一些選項(xiàng)，不做詳述

　　2.3.4 系統(tǒng)配置

　　主機(jī)名：根據(jù)需要定義一個(gè)字符串，是控制臺(tái)前面的提示符xxx@vsi

　　密碼加密方式：根據(jù)需要選擇加密算法

　　init系統(tǒng)：這里選擇busybox，輕量級(jí)使用非常廣泛?？蛇x的有systemV，systemd.

　　設(shè)備表，可以默認(rèn)即可

　　符號(hào)鏈接，這個(gè)可選

　　shell，因?yàn)榍懊孢x擇使用busybox，通常嵌入式會(huì)選擇busybox提供的shell工具集

　　其他還有諸如語(yǔ)言、時(shí)區(qū)、用戶表、根文件系統(tǒng)覆蓋、本地腳本加載等不做一一描述了。需要提示的是，如果需要需要修改根文件系統(tǒng)的某部分，可以考慮使用根文件系統(tǒng)覆蓋。

　　2.3.5 內(nèi)核配置

　　對(duì)于內(nèi)核可選擇本地壓縮包，亦可以選擇從代碼庫(kù)、網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行抓取

　　補(bǔ)丁選項(xiàng)，如果有補(bǔ)丁需要打，可使能

　　內(nèi)核格式，因?yàn)椴捎胾-boot這里選擇uImage

　　內(nèi)核代碼壓縮格式，因?yàn)榍懊孢x擇的是.gz格式，故這里選gzip

　　設(shè)備樹，因?yàn)楸纠膬?nèi)核并不支持設(shè)備樹，故未使能。值得一提的是，現(xiàn)行的內(nèi)核大多采用設(shè)備樹對(duì)硬件層進(jìn)行抽象剝離。

　　內(nèi)核擴(kuò)展，這里有以下一些選項(xiàng)：

　　Adeos/Xenomai Real-time patc，

　　FB TFT drivers，

　　ev3dev Linux drivers

　　Aufs Filesystem Module patch

　　內(nèi)核工具，有以下一些選項(xiàng)：

　　可根據(jù)硬件系統(tǒng)需要進(jìn)行裁剪，這些工具非常有用。

　　2.3.6 Target package配置

　　根據(jù)需要進(jìn)行配置，需要提到的是，這個(gè)配置非常有用，可實(shí)現(xiàn)豐富的客制化軟件包的支持，公司內(nèi)部自研的應(yīng)用包、庫(kù)可以由此進(jìn)行集成。

　　2.3.7 Filesystem images配置



可將output/target生成的根文件系統(tǒng)打包成一個(gè)鏡像，需要注意的是output/target下生成的根文件系統(tǒng)由于權(quán)限等原因是不可以直接加載的。例如不可以用NFS進(jìn)行掛載。

　　2.3.8 Bootloaders配置

　　本例采用本地壓縮包，類似內(nèi)核配置，也可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行抓取，需要注意的是網(wǎng)絡(luò)抓取的代碼很多移植工作應(yīng)該沒有完成，除非已經(jīng)聲明支持的板子能找到對(duì)應(yīng)bootloader代碼倉(cāng)庫(kù)。當(dāng)然如果內(nèi)部已經(jīng)開發(fā)完成，并有版本系統(tǒng)管理，這里就可以配置為從版本倉(cāng)庫(kù)抓取了。

　　對(duì)于Host utilities/Legacy config options 對(duì)于最小系統(tǒng)可不做配置。

　　最后一步，完成配置，保存設(shè)置。

　　建議：保存.config 用如下命令

　　mv .config 。/configs/xxx_defconfig

　　下次修改，只需執(zhí)行make xxx_defconfig就會(huì)加載本次的配置。

　　3.編譯部署

　　完成了配置后，只需要執(zhí)行 make，則在。/output/images/下就會(huì)得到如前所示的bootloader，uImage，rootfs.tar，然后就可以部署在目標(biāo)板上進(jìn)行運(yùn)行了。

　　至此，我們的Buildroot快速通關(guān)，就順利通關(guān)了，是不是很容易，很方便！

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