点sun小白从零开始基于QEMU虚拟化平台构建RISC-V64架构嵌入式开发板并移植操作系统的完整教程项目_包含硬件仿真环境搭建_设备树编写_外设驱动开发_操作系统移植_交叉编译工具链配置_调.zip从零开始基于QEMU虚拟化平台构建RISC-V64架构嵌入式开发板并移植操作系统的完整教程项目_包含硬件仿真环境搭建_设备树编写_外设驱动开发_操作系统移植_交叉编译工具链配置_调.zip 在当今快速发展的技术领域，掌握基于特定虚拟化平台构建嵌入式开发环境并移植操作系统的技能是非常重要的。本项目的目标是为初学者提供一份全面的教程，帮助他们从零开始，基于QEMU虚拟化平台，构建RISC-V64架构的嵌入式开发板，并完成操作系统的移植。教程内容涵盖了从硬件仿真环境的搭建、设备树的编写、外设驱动的开发、操作系统移植到交叉编译工具链的配置等关键环节。 项目首先介绍了如何搭建硬件仿真环境，这是嵌入式开发中的基础。在这一部分，初学者将学习到如何利用QEMU这一强大的虚拟化工具来模拟RISC-V64架构的硬件环境。这一环境的搭建对于理解后续的开发过程至关重要，因为它提供了一个安全、可控的实验平台。 接下来的环节是编写设备树。设备树是一种数据结构，用于描述硬件设备的信息，它是实现硬件抽象的关键技术。在本项目中，初学者将学会如何根据RISC-V64架构的特点来编写设备树，并理解如何通过设备树来管理硬件资源。这一步骤对于外设驱动开发具有重要意义。 外设驱动开发是本教程的另一个关键点。在RISC-V64架构上开发外设驱动程序，需要了解硬件的工作原理和软件开发的相关知识。本教程将引导初学者通过实际编写驱动代码，掌握驱动开发的基本方法和技巧。 操作系统移植是嵌入式开发中的高级话题。本教程将会指导初学者如何将一个已有的操作系统移植到RISC-V64架构的开发板上。这涉及到操作系统内核的理解、系统配置、启动加载器的设置等一系列复杂的过程。通过这一环节的学习，初学者将能够深入理解操作系统的运行原理。 交叉编译工具链的配置是为了在非目标平台上编译程序提供支持。在RISC-V64架构的开发过程中，需要一套与之兼容的交叉编译工具链。本教程将详细介绍如何配置和使用这一工具链，确保开发者能够在X86等其他架构的计算机上编写适用于RISC-V64的代码。 教程还会介绍调优的相关知识。在实际开发中，优化性能、资源使用和运行效率是至关重要的环节。通过学习调优技术，初学者可以提升开发板的整体性能，确保开发的应用程序运行得更加高效、稳定。 整个教程项目不仅仅是理论知识的堆砌，更包含了大量的实践操作。附赠资源.docx文件将为初学者提供丰富的参考资料和额外的学习资源，帮助他们更好地理解教程内容。说明文件.txt则详细记录了整个项目安装和配置的步骤，确保初学者能够按照指南一步步完成搭建。而quard-star-main文件夹包含了项目的核心代码和相关文件，是实践环节的重要组成部分。 通过本项目的学习，初学者将能够全面掌握基于QEMU虚拟化平台构建RISC-V64架构嵌入式开发板并移植操作系统的全过程。无论是在学术研究还是工业应用中，这些技能都将具有很高的应用价值。

对ILI9486的LCD显示屏进行STemwin的移植，无操作系统。 1

Linux系统移植（第2版）,刘刚、赵剑川等著,是获得了大量读者好评的“Linux典藏大系”中的《Linux系统移植》的第2版。本书由浅入深，全面、系统地介绍了Linux系统移植的各方面知识。书中的每个章节都有相应的实例编译或移植过程，每个移植实例都具有代表性，在实际应用和开发中有很高的参考价值。

Linux系统移植（第2版）,刘刚、赵剑川等著,是获得了大量读者好评的“Linux典藏大系”中的《Linux系统移植》的第2版。本书由浅入深，全面、系统地介绍了Linux系统移植的各方面知识。书中的每个章节都有相应的实例编译或移植过程，每个移植实例都具有代表性，在实际应用和开发中有很高的参考价值。

### Linux系统移植知识点详解 #### 一、系统移植概述 **Linux系统移植**是指将Linux操作系统从一个硬件平台转移到另一个不同的硬件平台上，并确保其能够正常运行的过程。这通常涉及到对内核、Bootloader（引导加载程序）、文件系统以及其他相关软件进行适配与优化。 #### 二、硬件与软件环境 ##### 1. **硬件环境** - **主机硬件环境**：指的是进行Linux系统移植工作的计算机硬件环境。通常包括足够的处理器性能、内存大小以及存储空间等。 - **目标板硬件环境**：指的是将要移植Linux系统的嵌入式设备或计算机硬件平台。需要了解其处理器类型、内存大小、外设接口等信息。 ##### 2. **软件环境** - **主机软件环境**： - **Windows操作系统**：用于支持交叉编译环境下的开发工具安装与配置。 - **Linux操作系统**：作为开发主机时的主要操作系统，用于交叉编译工具链的构建与使用。 - **目标板最后运行的环境**：即目标硬件平台上的软件环境，包括内核版本、文件系统等。 - **Linux下工作用户及环境**： - **交叉工具的安装**：包括交叉编译器、链接器等工具的安装与配置。 - **u-boot移植工作目录**：用于存放u-boot源代码、配置文件等。 - **内核及应用程序移植工作**：涉及内核源代码、应用程序的编译与测试等。 - **配置系统服务**： - **tftp服务器的配置**：用于在目标板上启动时通过TFTP协议下载内核镜像等文件。 - **其他服务**：如串口通信服务等，以便于调试与监控。 #### 三、工具介绍与使用 ##### 1. **工具介绍** - **ADS命令行命令介绍**： - **armasm**：ARM汇编器。 - **armcc/armcpp**：ARM C/C++编译器。 - **armlink**：ARM链接器。 - **GNU交叉工具链**： - **设置环境变量**：如PATH等。 - **准备源码及相关补丁**： - **binuils**：二进制工具集。 - **gcc**：GNU编译器集合。 - **glibc**：GNU C库。 - **linuxkernel**：Linux内核源代码。 - **编译过程**：包括binutils、gcc、glibc等多个阶段。 - **u-boot的移植**： - **u-boot介绍及系统结构**：u-boot是一款开源的Bootloader，适用于多种嵌入式设备。 - **u-boot体系结构**：包括目录结构、启动过程等。 - **u-boot的启动过程及工作原理**：分为两个阶段，分别使用汇编语言和C语言实现。 - **u-boot的移植过程**：涉及Makefile修改、配置文件创建等步骤。 #### 四、具体技术细节 ##### 1. **Bootloader的编写(ADS)** - **基本原理**： - **可执行文件组成及内存映射**：包括程序的加载过程、内存布局等。 - **启动过程**：分为汇编部分和C语言部分。 - **源代码说明**： - **汇编源代码说明**：解释了汇编语言中的关键指令及其作用。 - **C语言源代码说明**：讲解了C语言部分的实现逻辑。 - **AXD的使用**： - **配置仿真器**：设置与目标硬件平台的连接参数。 - **启动AXD配置开发板**：用于调试和监控Bootloader的运行状态。 ##### 2. **GNU交叉工具链** - **设置环境变量**：配置交叉编译环境。 - **编译过程**：包括binutils、gcc、glibc等多个阶段。 - **常用工具介绍**： - **arm-linux-gcc的使用**：进行C/C++源代码的编译。 - **arm-linux-ar和arm-linux-ranlib的使用**：处理静态库文件。 - **arm-linux-objdump的使用**：反汇编二进制文件。 - **arm-linux-readelf的使用**：查看ELF文件格式信息。 - **arm-linux-copydump的使用**：复制调试信息。 - **ARM GNU常用汇编语言介绍**： - **伪指令介绍**：如数据定义、地址计算等。 - **专有符号**：表示特定含义的符号。 - **操作码**：执行特定功能的机器指令。 - **可执行生成说明**： - **lds文件说明**：定义了程序的内存布局。 - **主要符号说明**：如入口点等。 - **段定义说明**：指定了不同类型的程序段如何放置在内存中。 #### 五、u-boot移植 ##### 1. **u-boot移植过程** - **环境**：确保开发主机满足移植所需条件。 - **步骤**： - **修改Makefile**：调整编译规则以适应新平台。 - **在board子目录中建立crane2410**：存放针对crane2410平台的相关文件。 - **在include/configs/中建立配置头文件**：定义硬件特性、配置选项等。 - **指定交叉编译工具**：配置make命令使用的工具链路径。 Linux系统移植涉及多个层面的工作，包括但不限于硬件准备、软件环境搭建、工具选择与配置、Bootloader与内核的移植等。通过详细的学习和实践，可以掌握这一复杂而重要的技术过程。

Linux 文件系统移植全解密 Linux 文件系统移植全解密是指在 Linux 操作系统中，将文件系统从一个平台移植到另一个平台的过程。在这个过程中，需要对文件系统进行静态映射，以便在新的平台上正确地访问和管理文件。 在 Linux 内核中，文件系统移植全解密是通过 setup_arch 函数来实现的，该函数负责初始化文件系统和设置内存管理单元（MMU）。在 setup_arch 函数中，会调用 paging_init 函数来初始化 MMU，然后调用 devicemaps_init 函数来初始化设备映射表。 在 devicemaps_init 函数中，会根据机器描述符（Machine Descriptor）来初始化设备映射表。机器描述符是一个结构体对象，该结构体对象包含了机器的各种配置信息，如物理 I/O 地址、视频 RAM 地址、时钟频率等。 在 ARM 平台上，机器描述符是通过 MACHINE_START 宏来定义的，该宏会生成一个机器描述符结构体对象，并将其初始化为对应的板子 BSP 文件中。例如，在 S5PC100 板子上，机器描述符结构体对象的初始化如下： ```c MACHINE_START(SMDKC100, "SMDKC100") .phys_io = S3C_PA_UART & 0xfff00000, .io_pg_offst = (((u32)S3C_VA_UART) >> 18) & 0xfffc, .boot_params = S5P_PA_SDRAM + 0x100, .init_irq = s5pc100_init_irq, .map_io = smdkc100_map_io, .init_machine = smdkc100_machine_init, .timer = &s3c24xx_timer, MACHINE_END ``` 在这个例子中，机器描述符结构体对象的成员变量 phys_io、io_pg_offst、boot_params、init_irq、map_io、init_machine 和 timer 都被初始化为对应的值。 在 Linux 文件系统移植全解密过程中，静态映射是通过 map_io 函数来实现的，该函数负责将物理 I/O 地址映射到虚拟地址空间中。在 ARM 平台上，map_io 函数是通过机器描述符的 map_io 成员变量来实现的。 例如，在 S5PC100 板子上，map_io 函数是通过 smdkc100_map_io 函数来实现的，该函数负责将物理 I/O 地址映射到虚拟地址空间中。 Linux 文件系统移植全解密是通过 setup_arch 函数和机器描述符结构体对象来实现的，该过程涉及到文件系统的初始化、内存管理单元的设置和静态映射。在 ARM 平台上，机器描述符结构体对象的初始化和 map_io 函数的实现都是 Linux 文件系统移植全解密的关键步骤。

### OMAPL138系统移植知识点详解 #### 一、建立开发环境 ##### 1.1 虚拟机环境 - **软件版本**: 使用VMWare 7.0.1 + Fedora Core 12作为虚拟机环境。Fedora Core 12提供了良好的开发基础，并且与OMAPL138的开发需求兼容。 - **安装TFTP服务器**: TFTP服务对于OMAPL138板子的调试至关重要。具体步骤如下： - 下载`tftp-hpa5.0`，并编译生成客户端`tftp`和服务器`in.tftpd`两个文件。 - 在虚拟机上启动TFTP服务，命令为`in.tftpd –l sc/tftpboot`，其中`s`表示路径，`c`表示允许写权限。 - 将启动命令添加至开机脚本`/etc/rc.d/rc.local`中，确保每次重启后自动启动TFTP服务。 ##### 1.1.3 关闭防火墙 - 在Fedora Core 12中，除了关闭标准的iptables服务之外，还需关闭SELinux，以及某些系统可能需要关闭的TCPWrapper服务。 ##### 1.1.4 添加NFS服务 - 在虚拟机上添加NFS服务，具体操作如下： - 编辑`/etc/exports`文件，添加NFS共享目录设置。 - 例如：`/root/workdir/filesys *(rw,no_root_squash,no_all_squash,sync)`，确保没有多余的空格。 ##### 1.2 安装TI软件 - 本案例中未采用dsplink安装过程，而是选择了Sourcery G++ Lite 2009q1-203 for ARM作为开发工具。 - **安装步骤**： - 下载并执行安装程序：`./arm-2009q1-203-arm-none-linux-gnueabi.bin`。 - 修改环境变量，确保编译器能够被正确调用。 - 创建软链接`arm-g++`指向实际编译器位置，方便后续使用。 #### 二、硬件体系结构 ##### 2.1 内存地址 - 需要详细了解OMAPL138芯片的内存映射，特别是RAM和其他存储器的地址范围。 ##### 2.2 SPI Flash - SPI Flash通常用于存储引导加载程序或关键系统数据。 ##### 2.3 NAND Flash - NAND Flash是主存储器，用于存储操作系统和应用程序。 ##### 2.4 文件烧写 - 烧写文件到NAND Flash的过程，通常涉及特定的工具和技术。 #### 三、Bootloader ##### 3.1 启动框架图 - 描述了OMAPL138启动过程中的各个阶段，以及各组件之间的交互关系。 ##### 3.2 ARM-UBL - UBL (Universal Boot Loader) 是一种轻量级的启动加载程序，用于初始化硬件环境，并准备加载更复杂的U-Boot。 ##### 3.3 U-Boot - **精简**：根据项目需求对U-Boot进行裁剪，移除不必要的功能模块。 - **修改配置文件**：调整配置选项以适应OMAPL138的具体需求。 - **关闭dspwake**：如果不需要DSP功能，则可以在U-Boot中禁用dspwake。 - **增加启动画面**：定制启动时显示的Logo或信息。 - **删除DHCP**：如果不需要网络功能，则可以移除DHCP支持。 - **编译**：使用安装好的编译器进行U-Boot的编译。 - **修改启动参数**：根据实际需求调整启动时的参数配置。 - **补丁制作**：对于特定的功能需求，可以通过制作补丁的方式进行实现。 #### 四、内核 ##### 4.1 修改源代码 - **YAFFS2补丁**：适用于NAND Flash的文件系统。 - **CPU配置**：根据OMAPL138的特点进行必要的CPU配置。 - **LCD配置**：支持LCD显示器的配置。 - **NAND Flash配置**：优化NAND Flash的支持。 - **Flash分区**：合理规划Flash分区方案。 - **FAT从设备分区支持**：支持FAT文件系统的从设备分区。 - **启动画面**：自定义内核启动时显示的画面。 - **串口配置**：支持特定的串口功能。 - **PINMUX配置**：配置引脚复用。 - **I2C设备PCA953X**：支持特定的I2C设备。 - **删除多余的tty设备**：移除不必要的终端设备。 - **ECC配置**：配置错误校验码(ECC)功能。 ##### 4.2 编译选项 - 配置内核编译时的各种选项，包括编译模式、目标架构等。 ##### 4.3 编译 - 使用合适的编译器和配置文件进行内核的编译。 #### 五、根文件系统制作 - **BusyBox**：作为轻量级的工具集合，用于构建根文件系统。 - **给生产线制作安装文件**：制作用于生产线的安装包，便于批量部署。 - **生产线生产机器**：生产线上的机器根据制作好的安装文件进行自动化安装。 以上是对OMAPL138系统移植过程中涉及到的关键知识点的详细总结。在整个移植过程中，开发者需要深入理解每个步骤的目的和意义，并结合实际需求进行适当的调整。

在IT领域，系统移植是一项关键任务，特别是在嵌入式设备、服务器或移动设备等不同平台上部署操作系统时。本文将深入探讨“系统移植文件包”所包含的“系统镜像”、“工具链”以及“其他工具”，并阐述它们在软件开发和系统部署中的重要性。 我们来理解“系统镜像”。系统镜像是一个完整的操作系统副本，包含了操作系统的所有必要组件，如内核、库文件、应用程序、设置和用户数据。系统镜像可以是用于安装在硬件上的完整系统，也可以是用于虚拟机或容器的虚拟磁盘映像。在系统移植过程中，系统镜像通常需要根据目标硬件进行定制，以确保最佳性能和兼容性。这可能涉及到裁剪不必要的服务、优化驱动程序、调整内存配置等。 接下来是“工具链”。工具链是编译、链接和其他构建过程所必需的一系列工具集合，包括编译器、链接器、汇编器、调试器等。在系统移植中，工具链的作用至关重要，因为它们负责将源代码转换为目标平台可执行的机器码。选择正确的工具链是确保代码能正确运行在目标硬件上的前提。对于不同的操作系统和处理器架构，可能需要特定版本的工具链进行适配。例如，ARM架构的设备需要ARM交叉编译工具链，而X86平台则使用传统的GCC工具链。 除了系统镜像和工具链，"其他工具"可能包含各种辅助软件和脚本，这些工具对于系统移植过程至关重要。它们可能包括： 1. 配置管理工具：如Git，用于跟踪和管理代码更改。 2. 构建系统：如Make或CMake，帮助自动化编译和构建过程。 3. 设备驱动程序：针对目标硬件的特定驱动，使操作系统能够识别和操作硬件资源。 4. 系统调试工具：如GDB，用于调试移植后的系统和应用程序。 5. 文件系统工具：用于创建、打包和管理系统镜像的工具，如mkisofs和dd。 6. 依赖解析和包管理器：如apt或yum，帮助管理和安装系统所需的各种库和软件包。 在实际操作中，系统移植文件包可能还会包含详细的文档和教程，指导开发者如何在目标平台上成功部署和运行系统。这些资源可能涵盖硬件初始化、网络配置、安全设置等多个方面，帮助开发者快速理解和解决移植过程中遇到的问题。 系统移植是一个复杂的过程，涉及到多个环节的协调和优化。系统镜像、工具链以及其他相关工具共同构成了实现这一过程的基础。对这些元素的理解和熟练运用，是IT专业人员在跨平台开发和系统部署中不可或缺的技能。

所用控制板：STM32F103RET6，STM32标准库 加FreeRTOS操作系统 移植canfestival协议栈从机，可实现心跳包报文的5s定时发送，若需添加sdo，pdo报文，在对象字典相关文件内，照例添加即可。

LPC1768裸机移植freertos系统，移植LWIP实现tcpip协议栈，网卡芯片使用的是DM9161，可以更换其它网卡芯片，只需修改底层的几个函数即可，使用正常