怎么使用yocto定制一个跑在pc104平台上的linux版本

概述

Yocto Project 是一个开源协作项目，它提供了一些模板、工具和方法来支持面向嵌入式产品的自定义 Linux 系统，不管硬件架构是什么。我想要告诉那些对 yocto 这个名称不甚理解的用户的是，术语 yocto 是最小的 SI 单元。最为一个前缀，yocto 表示 10^-24。

本文将提供一个分步指导，向您介绍如何使用 Yocto Project 的行业标准开源工具为嵌入式设备创建自定义的 Linux *** 作系统，并使用 QEMU 在一台虚拟机中启动 *** 作系统。Yocto Project 是由大型硬件公司和 *** 作系统供应商资助的、由 Linux 基金会赞助的开源项目，提供了一些行业领先的工具、方法和元数据来构建 Linux 系统。

Yocto Project 的两大主要组件由 Yocto Project 和 OpenEmbedded 项目一起维护，这两个组件是 BitBake 和 OpenEmbedded-Core，前者是构建引擎，后者是运行构建过程所使用的一套核心配方 (recipe)。下一节会介绍所有项目组件。

Yocto Project 简介

作为一个协作项目，Yocto Project 有时也称为 “umbrella” 项目，它吸纳了许多不同的开发流程部分。在整个 Yocto Project 中，这些部分被称为项目，包括构建工具、称为核心配方 的构建指令元数据、库、实用程序和图形用户界面 (GUI)。

Poky

Poky 是 Yocto Project 的一个参考构建系统。它包含 BitBake、OpenEmbedded-Core、一个板卡支持包 (BSP) 以及整合到构建过程中的其他任何程序包或层。Poky 这一名称也指使用参考构建系统得到的默认 Linux 发行版，它可能极其小 (core-image-minimal)，也可能是带有 GUI 的整个 Linux 系统 (core-image-sato)。

您可以将 Poky 构建系统看作是整个项目的一个参考系统，即运行中进程的一个工作示例。在下载 Yocto Project 时，实际上也下载了可用于构建默认系统的这些工具、实用程序、库、工具链和元数据的实例。这一参考系统以及它创建的参考发行版都被命名为 Poky。您还可以将此作为一个起点来创建您自己的发行版，当然，您可以对此发行版随意命名。

所有构建系统都需要的一个项目是工具链：一个编译器、汇编程序、链接器以及为给定架构创建二进制可执行文件所需的其他二进制实用程序。Poky 使用了 GNU Compiler Collection (GCC)，不过您也可以指定其他工具链。Poky 使用了一种名为交叉编译 的技术：在一个架构上使用工具链为另一个架构构建二进制可执行文件（例如，在基于 x86 的系统上构建 ARM 发行版）。开发人员常常在嵌入式系统开发中使用交叉编译来利用主机系统的高性能。

元数据集

元数据集按层 进行排列，这样一来每一层都可以为下面的层提供单独的功能。基层是 OpenEmbedded-Core 或 oe-core，提供了所有构建项目所必需的常见配方、类和相关功能。然后您可以通过在 oe-core 之上添加新层来定制构建。

OpenEmbedded-Core 由 Yocto Project 和 OpenEmbedded 项目共同维护。将 Yocto Project 与 OpenEmbedded 分开的层是 meta-yocto 层，该层提供了 Poky 发行版配置和一组核心的参考 BSP。

OpenEmbedded 项目本身是一个独立的开源项目，具有可与 Yocto Project 交换的配方（大部分）以及与 Yocto Project 类似的目标，但是两者具有不同的治理和范围。

板卡支持包

BSP 包含为特定板卡或架构构建 Linux 必备的基本程序包和驱动程序。这通常由生产板卡的硬件制造商加以维护。BSP 是 Linux *** 作系统与运行它的硬件之间的接口。注意，您也可以为虚拟机创建 BSP。

BitBake

BitBake 是一个构建引擎。它读取配方并通过获取程序包来密切关注它们、构建它们并将结果纳入可引导映像。BitBake 由 Yocto Project 和 OpenEmbedded 项目共同维护。

Hob

为了让嵌入式 Linux 开发更容易，Yocto Project 提供了几种不同的图形工作方法。项目的一个较新的添加项叫作 Hob，它向 BitBake 和构建过程提供一个图像前端。两者的开发工作仍在继续，包含社区用户研究。

开源许可证合规性

遵守开源许可证是任何 Linux 开发工作的一个极其重要的部分。Yocto Project 的一个目标是尽可能容易地实现合规性。可以极为轻松地使用 Yocto Project 工具来创建清单（甚至构建整个源存储库）和过滤构建过程，用它们排除使用特定许可证的程序包。该项目使用了 Linux 基金会的 “开放遵守计划” (Open Compliance Program)，该计划包含一个 Software Package Data Exchange® (SPDX™) 规范。

EGLIBC

嵌入式 GLIBC (EGLIBC) 是 GNU C Library (GLIBC) 的一个变体，旨在能够在嵌入式系统上运行。EGLIBC 的目标包括减少内存占用、让组件可配置、更好地支持交叉编译和交叉测试。EGLIBC 是 Yocto Project 的一部分，但在它自己的治理结构内加以维护。

应用程序开发工具包

应用程序开发工具包 (ADT) 能够让系统开发人员为他们使用 Yocto Project 工具创建的发行版提供软件开发工具包 (SDK)，为应用程序开发人员提供了一种针对系统开发人员提供的软件栈进行开发的方法。ADT 包含一个交叉编译工具链、调试和分析工具，以及 QEMU 仿真和支持脚本。ADT 还为那些喜欢使用集成开发环境 (IDE) 的人提供了一个 Eclipse 插件。

LinuxandtheDeviceTreeLinux内核设备树数据使用模型。OpenFirmwareDeviceTree(DT)是一个数据结构，也是一种描述硬件的语言。准确地说，它是一种能被 *** 作系统解析的描述硬件的语言，这样 *** 作系统就不需要把硬件平台的细节在代码中写死。从结构上来说，DT是一个树形结构，或者有名结点组成的非循环图，结点可能包含任意数量的有名属性，有名属性又可以包含任意数量的数据。同样存在一种机制，可以创建从一个结点到正常树形结构之外的链接。从概念上讲，一套通用的使用方法，即bindings。Bindings定义了数据如何呈现在设备树中，怎样描述典型的硬件特性，包括数据总线，中断线，GPIO连接以及外设等。尽可能多的硬件被描述从而使得已经存在的bindings最大化地使用源代码，但是由于属性名和结点名是简单字符串，可以通过定义新结点和属性的方式很方便地扩展已经存在的bindings或者创建一个新的binding。在没有认真了解过已经存在的bindings的情况下，创建一个新的binding要慎之又慎。对于I2C总线，通常有两种不同的，互不相容的bindings出现，就是因为新的binding创建时没有研究I2C设备是如何在当前系统中被枚举的。1.历史略2.数据模型请参考DeviceTreeUsage章节2.1HighLevelView必须要认识到的是，DT是一个描述硬件的数据结构。它并没有什么神奇的地方，也不能把所有硬件配置的问题都解决掉。它只是提供了一种语言，将硬件配置从LinuxKernel支持的boardanddevicedriver中提取出来。DT使得board和device变成数据驱动的，它们必须基于传递给内核的数据进行初始化，而不是像以前一样采用hardcoded的方式。观念上说，数据驱动平台初始化可以带来较少的代码重复率，使得单个内核映像能够支持很多硬件平台。Linux使用DT的三个主要原因：1）平台识别(PlatformIdentification)2）实时配置(RuntimeConfiguration)3）设备植入(DevicePopulation)2.2平台识别第一且最重要的是，内核使用DT中的数据去识别特定机器。最完美的情况是，内核应该与特定硬件平台无关，因为所有硬件平台的细节都由设备树来描述。然而，硬件平台并不是完美的，所以内核必须在早期初始化阶段识别机器，这样内核才有机会运行特定机器相关的初始化序列。大多数情况下，机器识别是与设备树无关的，内核通过机器的核心CPU或者SOC来选择初始化代码。以ARM平台为例，setup_arch()会调用setup_machine_fdt()，后者遍历machine_desc链表，选择最匹配设备树数据的machine_desc结构体。它是通过查找设备树根结点的compatible属性并与machine_desc->dt_compat进行比较来决定哪一个machine_desc结构体是最适合的。Compatible属性包含一个有序的字符串列表，它以确切的机器名开始，紧跟着一个可选的board列表，从最匹配到其他匹配类型。以TIBeagleBoard的compatible属性为例，BeagleBoardxMBoard可能描述如下：compatible="ti,omap3-beagleboard","ti,omap3450","ti,omap3"compatible="ti,omap3-beagleboard-xm","ti,omap3450","ti,omap3"在这里，”ti,omap3-beagleboard-xm”是最匹配的模型，"ti,omap3450"次之，"ti,omap3"再次之。机敏的读者可能指出，BeaglexM也可以声明匹配"ti,omap3-beagleboard"，但是要注意的是，板级层次上，两个机器之间的变化比较大，很难确定是否兼容。从顶层上来看，宁可小心也不要去声明一个board兼容另外一个。值得注意的情况是，当一个board承载另外一个，例如一个CPU附加在一个board上。（两种CPU支持同一个board的情况）

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