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本篇文章主要讲解嵌入式板卡中Linux系统是如何正确测试、使用的，其中内容包含有U-Boot编译、U-Boot命令和环境变量说明、Linux内核编译、xtra驱动编译、系统信息查询、程序开机自启动说明、NFS使用说明、TFTP使用说明、TFTP + NFS的系统启动测试说明、inux设备驱动说明等，其中案例源码部分公开。
此外，本篇文章测试板卡采用创龙科技TL335x-EVM-S开发板，它是一款基于TI Sitara系列AM3352/AM3354/AM3359 ARM Cortex-A8高性能低功耗处理器设计的开发板，其接口资源丰富，引出双路千兆网口、LCD、HDMI、GPMC、CAN等接口，方便用户快速进行产品方案评估与技术预研，应用在通讯管理、数据采集、人机交互、运动控制、智能电力等典型领域。
前 言本说明文档适用开发环境如下： Windows开发环境：Windows 7 64bit、Windows 10 64bit Linux开发环境：Ubuntu 14.04.3 64bit 虚拟机：VMware15.1.0 U-Boot：U-Boot-2017.01 Kernel：Linux-4.9.65、Linux-RT-4.9.65 Linux Processor SDK：ti-processor-sdk-linux-rt-am335x-evm-04.03.00.05
Linux系统软件相关文件在产品资料“4-软件资料\Linux\”目录下，包括了U-Boot、Kernel、Filesystem和Makesdboot四个文件夹（具体如下表）。系统支持Linux内核和Linux-RT实时内核，默认提供的是Linux内核。如对系统实时性要求较高，可切换为Linux-RT内核。
TFTP服务器搭建
进入PC机Ubuntu系统，执行如下命令从网络安装TFTP服务器相关软件tftp-hpa（客户端）、tftpd-hpa（服务器）和xinetd（配置文件）。遇到询问请输入Y继续安装。 Host# sudo apt-get install tftp-hpa tftpd-hpa xinetd
图 60
执行如下命令，打开“/etc/xinetd.conf”配置文件，查看文件内容是否与下面内容一致。如果不存在xinetd.conf配置文件，则需先新建此文件。如配置文件内容不一致，则将内容修改一致，并保存。 Host# vi /etc/xinetd.conf
图 61
xinetd.conf配置文件内容如下。 # Simple configuration file for xinetd # # Some defaults, and include /etc/xinetd.d/
defaults {
# Please note that you need a log_type line to be able to use log_on_success # and log_on_failure. The default is the following : # log_type = SYSLOG daemon info
}
includedir /etc/xinetd.d 执行如下命令，新建TFTP工作目录，并修改权限为可读可写可执行，允许其他服务器或者客户端对TFTP工作目录下载、上传文件。 Host# mkdir -p /home/tronlong/tftpboot Host# sudo chmod 777 /home/tronlong/tftpboot
图 62
打开TFTP服务器配置文件“/etc/default/tftpd-hpa”，配置TFTP服务器工作目录。 Host# sudo vi /etc/default/tftpd-hpa
图 63
# /etc/default/tftpd-hpa
TFTP_USERNAME="tftp"
TFTP_DIRECTORY="/home/tronlong/tftpboot" //TFTP服务器工作目录 TFTP_ADDRESS="0.0.0.0:69"
TFTP_OPTIONS="-l -c -s"
图 64
打开“/etc/xinetd.d/tftp”配置文件，确保内容与下面一致。如果不存在tftp文件，请先新建并且添加如下内容。其中server_args是配置TFTP服务器工作目录路径，当进行TFTP传输时，系统从此目录中搜索相应文件。 Host# sudo vi /etc/xinetd.d/tftp
图 65
servicetftp
{
socket_type = dgram
wait = yes
disable = no
user = root
protocol = udp
server = /usr/sbin/in.tftpd
server_args = -s /home/tronlong/tftpboot -c
#log_on_success += PID HOST DURATION
#log_on_failure += HOST
per_source = 11
cps =100 2
flags =IPv4
}
图 66
执行如下命令重启tftpd-hpa服务器。 Host# sudo service tftpd-hpa restart
图 67
执行如下命令重启xinetd服务。 Host# sudo service xinetd reload Host# sudo service xinetd restart
图 68
TFTP文件传输测试执行如下命令，进入TFTP服务器工作目录，并新建一个test文件。在文件内输入测试内容并保存，然后修改test文件权限为可读可写。 Host# cd /home/tronlong/tftpboot/ Host# vi test Host# chmod 777 test
图 69
执行如下命令可进入TFTP命令行模式。执行help命令可查看TFTP命令使用详情，按q可退出命令行模式。 Host# sudo tftp localhost
图 70
将评估板和PC机通过路由器或者交换机互联，也可以通过网线直联。使用ifconfig命令分别查看评估板与PC机当前的IP地址是否在同一网段。具体为IP地址的前三个字段相同，最后一个字段不相同，以及子网掩码相同。 在下图中可见，PC机IP地址为：192.168.0.147，评估板IP地址为：192.168.0.137，子网掩码都是255.255.254.0，属于同一网段内。
图 71 PC机IP地址
图 72 评估板IP地址
如果评估板与PC机当前的IP地址不在同一网段，请执行ifconfig命令设置为同一网段。例如设置PC机IP地址为：192.168.0.147，子网掩码为：255.255.254.0，命令如下。 Host# sudo ifconfig eth0 192.168.0.147 netmask 255.255.254.0
图 73
在Ubuntu执行ping命令测试PC机和评估板之间的网络连通性，按“Ctrl+C”命令退出。命令中192.168.0.137为评估板IP地址。 Host# ping 192.168.0.137
图 74
在评估板执行如下命令从TFTP服务器工作目录中下载test测试文件，并查看内容。 Target# tftp -g -r test 192.168.0.147
图 75
在评估板新建test1测试文件，并输入文件内容。执行put命令，可把新建立的test1测试文件上传到TFTP服务器工作目录。 Target# tftp -p -r test1 192.168.0.147
图 76
可在TFTP服务器工作目录中查看新上传的test1测试文件内容。
图 77
TFTP命令参数解析如下： 表 8 参数 | 解析 | -g | get，代表从TFTP服务器工作目录中下载文件。 | -r | remote，代表远程服务器。 | test | 代表TFTP服务器工作目录中的文件名称。 | 192.168.0.147 | 代表TFTP服务器IP地址。 | -p | put，代表上传文件到TFTP服务器工作目录。 |
1 NFS使用说明NFS(Network File System)即网络文件系统，是基于UDP/IP协议的应用，它的主要功能是通过网络让不同的主机系统之间可共享文件或目录。NFS客户端可通过挂载的方式将远程NFS服务器共享的数据目录挂载到NFS客户端本地系统中。在客户端来看，远程NFS服务器的目录就好像是自己的一个磁盘分区一样，在使用上相当便利。 评估板已支持NFS相关工具（如下图），本章节主要演示在PC机Ubuntu系统上搭建NFS服务器，然后在评估板上挂载服务器NFS共享目录并进行访问。
图 78
NFS服务器搭建进入PC机Ubuntu系统，执行如下命令安装NFS服务器安装包。 Host# sudo apt-get install nfs-kernel-server
图 79
遇到询问请输入Y，继续安装。安装成功如下图所示。
图 80
执行如下命令，创建NFS共享目录，在共享目录下新建test文件，并输入测试内容。 Host# sudo mkdir /home/tronlong/nfs_share Host# sudo vi /home/tronlong/nfs_share/test
图 81
打开“/etc/exports”配置文件，在配置文件中添加如下配置命令，设置服务器NFS共享目录及操作权限。 Host# sudo vi /etc/exports 配置命令：/home/tronlong/nfs_share/ *(rw,sync,no_root_squash)
图 82
配置命令参数解析如下： 表 9 参数 | 解析 | /home/tronlong/nfs_share/ | NFS共享目录 | * | 允许任何网段IP的系统访问NFS共享目录 | rw | 访问者具有可读写权限 | sync | 资料同步写入内存和硬盘 | no_root_squash | 访问者对NFS共享目录具有root权限 |
执行如下命令重启NFS服务器后，即可查询服务器本地NFS共享目录名称。 Host# sudo /etc/init.d/nfs-kernel-server restart Host# showmount -e
图 83
NFS共享目录挂载测试将评估板和PC机通过路由器或者交换机互联，也可以通过网线直联。使用ifconfig命令分别查看评估板与PC机当前的IP地址是否在同一网段。具体为IP地址的前三个字段相同，最后一个字段不相同，以及子网掩码相同。 在下图中可见，PC机IP地址为：192.168.0.147，评估板IP地址为：192168.0.137，子网掩码都是255.255.254.0，属于同一网段内。
图 84 PC机IP地址
图 85 评估板IP地址
在Ubuntu执行ping命令测试PC机和评估板之间的网络连通性，按“Ctrl+C”命令退出。命令中192.168.0.137为评估板IP地址。 Host# ping 192.168.0.137
图 86
在评估板执行如下命令建立客户端NFS挂载目录，并修改其权限为可读可写。 Target# mkdir -p /nfs Target# chmod 777 /nfs
图 87
执行如下命令，将PC机NFS共享目录挂载到评估板NFS挂载目录。 Target# mount -t nfs -o nolock 192.168.0.147:/home/tronlong/nfs_share /nfs/
图 88
不同系统的NFS配置选项可能不同。因此，如以上命令无效，请尝试执行如下命令。 Target# mount -t nfs -o nolock,nfsvers=3,vers=3 192.168.0.147:/home/tronlong/nfs_share /nfs/ NFS挂载命令参数解析如下： 表 10 参数 | 解析 | -t nfs | 挂载类型为NFS | -o nolock | 不加文件锁，NFS挂载时默认选项为文件锁(lock) | 192.168.0.147 | NFS服务器IP地址 | /home/tronlong/nfs_share | NFS服务器共享目录 | /nfs/ | NFS客户端挂载目录 |
查看NFS挂载目录内容，可看到内容与PC机NFS共享目录内容一致，并可正常读写共享目录的文件。 Target# ls /nfs/
图 89
在PC机NFS共享目录新建的文件，会在评估板的NFS挂载目录同步出现。在评估板的NFS挂载目录新建的文件，也会在PC机NFS共享目录出现。执行如下命令在评估板NFS挂载目录下创建test1测试文件，并可在PC机NFS共享目录看到。
图 90
图 91
如需卸载NFS挂载目录，可执行如下命令。卸载完成后，可使用df命令查看。 Target# umount /nfs/ Target# df
图 92
基于TFTP + NFS的系统启动测试说明本章节主要演示评估板基于TFTP + NFS启动Linux系统（通过TFTP启动Linux内核，通过NFS挂载Linux文件系统）。请确保Ubuntu网络配置为桥接模式，且已正常安装TFTP和NFS。 由于CPSW网口驱动默认编译为模块，因此需重新配置并编译内核，将网络设备驱动编入内核，否则无法通过NFS挂载文件系统。内核编译方法请参考“Linux内核编译”章节，并通过图形界面进行配置。
图 93
图 94
图 95
图 96
图 97
将重新编译的内核和设备树拷贝至Ubuntu的TFTP服务器工作目录下，并将设备树重新命名为tl335x-evm.dtb。
图 98
将产品资料“4-软件资料\Linux\Filesystem\”目录下的文件系统压缩包解压至Ubuntu的NFS服务器共享目录下。 Host# sudo tar -xvf rootfs-processor-sdk-04.03.00.05-54428dd3-v2.2.tar.gz -C /home/tronlong/nfs_share/
图 99
将重新编译的内核模块安装至NFS服务器共享目录“lib/modules/”下。 Host# sudo make ARCH=arm modules_install INSTALL_MOD_PATH=/home/tronlong/nfs_share/lib/modules/
图 100
在Ubuntu执行如下命令查看Ubuntu IP地址，本次查看IP地址为192.168.0.84。 Host# ifconfig
图 101
将评估板拨码开关拨至00010(1~5)，此档位为SD卡启动模式。将评估板RGMII1 ETH网口和PC机通过路由器或者交换机互联。评估板上电进入U-Boot命令行，执行如下命令进行网络配置。 U-Boot> setenv ipaddr '192.168.0.88' //设置评估板IP地址 U-Boot> setenv serverip '192.168.0.84' //设置Ubuntu IP地址 U-Boot> setenv rootpath '/home/tronlong/nfs_share' U-Boot> setenv netboot 'echo Booting from network ...; setenv autoload no; tftp ${loadaddr} ${bootfile}; tftp ${fdtaddr} ${fdtfile}; run netargs; bootz ${loadaddr} - ${fdtaddr}' U-Boot> setenv bootcmd 'run findfdt; run netboot' U-Boot> setenv netargs 'setenv bootargs console=${console} ${optargs} root=/dev/nfs nfsroot=${serverip}:${rootpath} rw nfsaddrs=${ipaddr}:${serverip}:192.168.0.84:255.255.255.0::eth0:off' U-Boot> setenv console 'ttyS3,115200n8' U-Boot> saveenv //保存环境变量设置
图 102
评估板断点重启，评估板启动后，U-Boot会自动从TFTP服务器工作目录中下载内核与设备树，下载完成后启动内核，并从NFS服务器共享目录中加载文件系统。
图 103
在评估板文件系统中执行如下命令，可查看当前启动的系统为通过NFS挂载的网络文件系统。 Target# df
图 104
Linux设备驱动说明如下为主要的Linux设备驱动说明： 表 11 设备 | Linux内核驱动源码 | 设备节点文件 | Ethernet | drivers/net/ethernet/ti/cpsw.c drivers/net/ethernet/ti/cpsw-common.c | /sys/class/net/ethX | EtherCAT | drivers/net/ethernet/atemsys/atemsys.c | /dev/atemsys | USB | drivers/usb/dwc3/ | /sys/bus/usb/ | MMC | drivers/mmc/host/omap_hsmmc.c | /dev/mmcblkX /run/media/mmcblkX | HDMI OUT | drivers/gpu/drm/bridge/sii902x.c drivers/gpu/drm/bridge/encoder-sii9022-audio.c
drivers/gpu/drm/omapdrm/displays/encoder-tpd12s015.c drivers/gpu/drm/omapdrm/displays/dra7-evm-encoder-tpd12s015.c | /dev/fb0 | Audio | sound/soc/davinci/davinci-mcasp.c sound/soc/codecs/tlv320aic3x.c | /dev/snd/ | I2C | drivers/i2c/busses/i2c-omap.c | /dev/i2c-X | SPI | drivers/spi/spi-omap2-mcspi.c | /sys/bus/spi/ | SPI FLASH | drivers/mtd/devices/m25p80.c | /sys/bus/spi/devices/spiX | FRAM | drivers/misc/eeprom/at24.c | /sys/bus/i2c/ | ADC | drivers/mfd/ti_am335x_tscadc.c | /sys/bus/iio/devices/ | RTC | drivers/rtc/rtc-ds1307.c | /dev/rtc0 | LCD | drivers/gpu/drm/tilcdc/ | /dev/fb0 | Touch Chip | drivers/input/touchscreen/ads7846.c | /dev/input/eventX | UART | drivers/tty/serial/8250/8250_omap.c | /dev/ttySX | KEY | drivers/input/keyboard/gpio_keys.c | /dev/input/eventX | LED | drivers/leds/leds-gpio.c | /sys/class/leds/user-ledX | CAN | drivers/net/can/c_can/c_can_platform.c | /sys/class/net/canX/ | LCD Backlight | drivers/video/backlight/pwm_bl.c | /sys/class/backlight/ | PWM Subsystem | drivers/pwm/pwm-tipwmss.c drivers/pwm/pwm-tiehrpwm.c drivers/pwm/pwm-tiecap.c | /sys/class/pwm/ | GPMC | drivers/memory/omap-gpmc.c | N/A | USB WIFI | - | /sys/class/net/wlan0 | USB 4G | drivers/usb/serial/option.c | /sys/class/net/usb0
/dev/ttyUSB* | USB Ethernet | drivers/net/usb/smsc95xx.c | /sys/class/net/ethX |
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