【Embedded Linux(嵌入式Linux)系列課程】Root Filesystem之編譯建置與執行 課程簡介

Root Filesystem之編譯建置與執行 課程簡介

Root Filesystem為根目錄檔案系統。簡而言之，檔案系統為電腦資料的儲存和組織(架構)方式，與作業系統之間有著密切的關係。

延續上一節Kernel之編譯建置與執行之課程內容後，這節課程將會帶領學員:

• 課程實驗內容將透過 純文字指令方式(command line) 進行，符合科技產業界對於此類系統的開發方式
  
  
• 在Host PC端之Ubuntu Linux開發環境中，取得Busybox這款知名的開源檔案系統建置工具的source code，並透過GNU Toolchain編譯工具對其進行編譯，以建置出給Beaglebone Blcak嵌入式系統開發板所運行使用的Root Filesystem(根目錄檔案系統)

• 以Busybox建置製作Root Filesystem的過程，包含嵌入式系統目標平台上所需的基本目錄及裝置節點(device nodes)
  
  
• 準備Busybox執行所需之動態連結函數庫(該課程主要實驗方式)；也會額外補充介紹靜態連結的編譯方式。
  
  
• 建立檔案系統所需之基礎檔案(如/etc/inittab、/etc/init.d/rcS、/etc/fstab......等等)
  
  
• 如何讓執行於Beaglebone Blcak板子的Linux Kernel從SD卡掛載(mount)學員於課程內所建立的Root Filesystem 
  

實驗Demo影片:

從上電進行開機流程之後進入根目錄畫面，展示在Beaglebone Black板子上執行ls、cat /proc/interrupts及cat /proc/cpuinfo指令。

• 實驗硬體平台預計為ARM Cortex-A8 based SoC(系統晶片)為核心之開發板(Beaglebone Black)

• 課程內容相關文章:
• 嵌入式Linux (Embedded Linux) 基礎實務 課程內容(含課綱)介紹
• 【Embedded Linux(嵌入式Linux)系列課程】Bootloader開機啟動程式之編譯建置與執行 課程簡介

• 【Embedded Linux(嵌入式Linux)系列課程】Kernel之編譯建置與執行 課程簡介

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• 本園區開設之嵌入式系統軟韌體課程 招生資訊網頁連結: 【技術課程招生資訊 】

孫文良 (阿良的嵌入式系統技術學習區)

個人簡介: https://sites.google.com/view/wenliangsun/

【若需要嵌入式系統技術輔導課程 可來信洽談合作方式: iws6645@gmail.com，亦可先參考 課程招生網頁連結】

【Embedded Linux(嵌入式Linux)系列課程】Kernel之編譯建置與執行 課程簡介

Embedded Linux系列之Kernel之編譯建置與執行 課程簡介

Kernel為作業系統的核心，是現代作業系統之中最基本也是最主要的單元，簡略而言，Kernel主要負責整體電腦系統的資源管理。

延續上一節Bootloader開機啟動程式建置與執行之課程內容後，這節課程將會帶領學員:

• 課程實驗內容將透過 純文字指令方式(command line) 進行，符合科技產業界對於此類系統的開發方式
  
  
• 在Host PC端之Ubuntu Linux開發環境中，取得Linux Kernel source code，並透過GNU Toolchain編譯工具對其進行編譯，以建置出給Beaglebone Blcak嵌入式系統開發板所運行的Embedded Linux Kernel Image

• 製作Boot script(包含帶給Kernel的必要啟動參數以及與啟動核心相關的UBoot指令)

• 介紹如何讓Beaglebone Blcak板子從SD卡載入並啟動Linux Kernel Image

• 介紹在產業界工作常會使用到的透過TFTP(Trivial File Transfer Protocol)從Host PC端載入Embedded Linux Kernel Image到Beaglebone Blcak板子上並且執行的方式 

• 介紹如何編譯裝置結構樹devicetree source file(.dts)以得到device tree binary(.dtb)，及如何透過UBoot將其載入給Linux Kernel

實驗Demo影片(註: 此為尚未建置Filesystem的狀態):

從SD卡(MMC)載入並啟動Linux Kernel (透過boot script自動booting)

透過TFTP從Host PC端載入Embedded Kernel Image到Beaglebone Blcak板子上並且執行 

(刻意敲UBoot指令給大家看)

• 實驗硬體平台預計為ARM Cortex-A8 based SoC(系統晶片)為核心之開發板(Beaglebone Black)

• 課程內容相關文章:
• 嵌入式Linux (Embedded Linux) 基礎實務 課程內容(含課綱)介紹
• 【Embedded Linux(嵌入式Linux)系列課程】Bootloader開機啟動程式之編譯建置與執行 課程簡介
• 【Embedded Linux(嵌入式Linux)系列課程】Root Filesystem之編譯建置與執行 課程簡介

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【Embedded Linux(嵌入式Linux)系列課程】Bootloader開機啟動程式之編譯建置與執行 課程簡介

Embedded Linux系列之Bootloader課程簡介

Bootloader 為 開機啟動程式，其主要任務簡而言之為在電腦系統上電(Power ON)之初的階段，對系統硬體(包含CPU自身、Clock系統、周邊裝置、DRAM、Storage device等)進行一系列的初始化，並負責啟動作業系統核心(OS Kernel)。

註: 若拿SoC based嵌入式系統和PC系統作比對，粗略而言，則嵌入式系統的bootloader，即涵蓋了PC系統的BIOS及bootloader的功能(意思就是負責上電之初的硬體初始化與帶起OS Kernel等工作，在嵌入式系統上都是由bootloader負責)。這只是作個粗略的比對/比擬，當然兩種系統在細節上還是有些差異。

本課程將會帶領學員:

• 在Host PC端之安裝於虛擬機器的Ubuntu Linux distribution環境中，透過純文字指令式(command line)之方式進行開發(讓學員了解Embedded Linux系統於產業界的常見開發方式)
• 使用GNU編譯工具練(GNU Toolchain)對UBoot source code進行編譯，建置出MLO或稱x-loader的SPL (Secondary program loader) 與 uboot.img (Third stage program loader)，並且於核心系統晶片(SoC)為ARM Cortex-A8 CPU based AM3358的BeagleboneBlack RevC開發板上執行
• 針對課程實驗內容所用到的Storage Device(SD Card)作妥適的分割與格式化處理
• 介紹UBoot的部分常用指令並引導學員進行實作練習
• 背景基礎觀念
• Bootloader運行流程，從ROM Code(bootROM)到MLO (SPL, Secondary program loader)階段，再到 uboot.img (Third stage program loader)的執行流程基礎原理
• 相關軟韌硬體平台觀念(non-OS/OS based系統差異、MPU/MCU/SoC、DRAM/SRAM、NOR/NAND/eMMC flash memory特性，何謂Memory map I/O與Port map I/O)

UBoot於BeagleboneBlack開發板之執行之畫面 (尚未置入Linux Kernel與filesystem)如下影片。

註: 實驗用開發板並不一定只限於BeagleboneBlack，若學員希望使用/學習其它款式的硬體平台，請事先與講師討論協議。

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• 【Embedded Linux(嵌入式Linux)系列課程】Kernel之編譯建置與執行 課程簡介

• 【Embedded Linux(嵌入式Linux)系列課程】Root Filesystem之編譯建置與執行 課程簡介
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