基于arm的嵌入式linux系统

基于基于 ARM 的嵌入式的嵌入式 Linux 系统系统 实实 验验 指指 导导 书书 王王 恒恒 编编 I 目目 录录 实验一实验一 嵌入式嵌入式Linux系统的开发环境与开发过程系统的开发环境与开发过程 .1 实验二实验二 嵌入式嵌入式Linux内核的配置、编译与烧写内核的配置、编译与烧写 .6 实验三实验三 MiniGUI程序设计基础程序设计基础20 实验四实验四 嵌入式嵌入式Linux综合实验综合实验27 - 1 - 实验一实验一 嵌入式嵌入式 Linux 系统的开发环境与开发过程系统的开发环境与开发过程 一、实验目的 熟悉uClinux 开发环境， 学会基于ARM7TDMI 的uClinux 开发环境的配置和使用。 使用uClinux 的arm-uclibc-gcc 编译，使用基于NFS 方式的下载调试，了解嵌入式开发的基本过程。 二、实验内容 本次实验使用Redhat linux 9.0 操作系统环境安装uCLinux 的开发库及编译器。新建一个目录， 编写hello.c 和makefile 文件。学习在linux 下的编程和编译过程，以及ARM 开发板的使用和开发 环境的设置。下载已经编译好的文件到嵌入式控制器中运行。 三、预备知识 C 语言的基础知识、程序调试的基础知识和方法，LINUX 的基本操作。 四、实验设备及工具（包括软件调试工具） 硬件：ARM 嵌入式开发板、PC 机Pentumn500 以上, 硬盘10G 以上。 软件：PC 机操作系统redhat linux 9.0 uclinux 开发环境 五、实验原理 在windows 平台下我们进行串口操作是通过超级终端，在Linux 平台下我们则通过minicom。 minicom是Linux 自带的一个串口通讯工具。 运行minicom之前我们要做相应配置。 其基本步骤如下。 1）在linux 平台的X Window 界面下建立一个终端（右键点击屏幕新建终端）, 在终端的命令行提示符后键入minicom，回车，你就会看到minicom 的启动画面（见图1-1）。 若没有启动X Window 则在命令行提示符后直接键入minicom。minicom 的配置文件是 /etc/minirc.df1 中。 如果键入minicom后出不来如图示配置画面， 可键入minicom s 直接进行minicom 配置。 图1-1 minicom 2）minicom 启动后，先按CtrlA 键，再按Z 键（注意不是连续按，Ctrl+A 松开后才按Z）， 进入配置界面（见图1-2）。按”O”进入配置界面（见图1-3），按上下键选择Serial port setup，进入 端口设置界面，这里有几个重要选项改为如下值（见图1-4）：（在Change which setting 后按哪个 字母就进入哪项的配置，如按A 进行端口号配置。） ASerial Device ：/dev/ttyS0 （端口号使用串口1） EBPS/par/bits ：/115200 8N1 （波特率）F，E 硬件流，软件流都改为NO 若要使用PC 机的串口2 来接板子的串口1 做监控，改为：/dev/ttyS1 即可。 3)选好后按ESC 键退出到图1-3所示画面，选择Save setup as df1 保存退出，以后只要启动minicom 就是该配置，无需再做改动。 - 2 - 图1-2 图1-3 - 3 - 图1-4 minicom 配置好后目标板与宿主机之间就可进行通讯了，我们要做的只是连接好各种线路。其 无非就是电源和串口线。根据我们对minicom 的配置，我们应把串口线连在COM1 上。如果不知道 目标板上哪个是COM1，可以分别插上试试哪个通哪个就是了。建立好连接后，此后超级终端显示 的信息就是目标板上的信息。在超级终端上的操作就是对目标板的操作。超级终端相当于目标板的 显示器。 五、实验步骤 1 建立工作目录 mkdir hello cd hello 2 编写程序源代码 在LINUX 下的文本编辑器有许多，常用的是vim, Xwindow 界面下的gedit 等，我们在开发过 程中推荐使用vim。关于vim 的操作指南。 Kdevelope、anjuta 软件的界面与vc6.0 类似，使用它对 于熟悉windows 操作习惯的用户更容易。 实际的源代码较简单，如下： include main() printf(“hello world n”); - 4 - - 5 - 3 编写Makefile CC=arm-uclibc-gcc EXEC = hello OBJS = hello.o CFLAGS += LDFLAGS+=-elf2flt static all: $(EXEC) $(EXEC): $(OBJS) $(CC) $(LDFLAGS) -o $ $(OBJS) clean: -rm -f $(EXEC) *.elf *.gdb *.o 这个makefile 显示了几个主要的部分： CC 指明编译器的宏。 EXEC 表示生成的执行文件名称的宏。 OBJS 目标文件列表宏。 CFLAGS 编译参数宏。 LDFLAGS 连接参数宏。 all: 编译主入口。 clean：清除编译结果节。 4 编译应用程序 在hello 目录下运行make ，如果进行了修改，重新编译则运行: make clean make 注意编译、修改程序都是在开发计算机上进行，不要在MINICOM 的终端方式下进行。 5 下载调试 在宿主PC 计算机上启动NFS 服务，并设置好共享的目录，之后在开发板上运行: mount -t nfs 192.168.0.121:/uclinux /host （实际IP 地址要根据实际情况修改。） 挂接宿主机的根目录。成功之后在开发板上进入/host 目录便相应进入宿主机的/uclinux 目录， 再进入开发程序目录运行刚刚编译好的hello 程序，查看运行结果。 开发板挂接宿主计算机目录只需要挂接一次便可， 只要开发板没有重起， 就可以一直保持连接。 这样可以反复修改、编译、调试，不需要下载到开发板的过程。 六、思考题 1Makefile文件的主要规则有哪些？ 2嵌入式系统的开发采用nfs方式有什么好处？ - 6 - 实验二实验二 嵌入式嵌入式 Linux 内核的配置、编译与烧写内核的配置、编译与烧写 一、实验目的 1掌握嵌入式Linux内核的配置。 2掌握嵌入式Linux内核的编译过程。 3掌握Linux 内核及根文件系统在开发板上的烧写过程。 二、实验内容 1配置嵌入式Linux内核。 2编译嵌入式Linux内核 3配置Linux 的minicom。 4烧写uCLinux 的内核映像文件。 5烧写uCLinux 根文件系统映像文件。 三、预备知识 1掌握在uCLinux 集成开发环境中编写和调试程序的基本过程。 2熟悉Linux 操作系统的基本使用方法。 四、实验设备及工具 硬件： NET-ARM3000 嵌入式实验仪， PC 机pentumn500 以上, 硬盘40G 以上,内存大于128M。 软件：PC 机操作系统redhat linux 9.0 minicom+uClinux 开发环境 五、实验原理 （一） Linux内核配置说明 Linux 内核的裁剪与编译看上去是个挺简单的过程.只是对配置菜单的简单选择.但是内核配置 菜单本身结构庞大,内容复杂.具体如何选择却难住了不少人.因此熟悉与了解该菜单的各项具体含义 就显得比较重要.我们现在就对其作一些必要介绍： Linux 内核的编译菜单有如下几个版本： 1）make config:进入命令行,可以一行一行的配置,这不好使用所以我们不具体介绍. 2）make menuconfig:进入我们熟悉的menuconfig 菜单,相信很多人对此都不陌生. 3）make xconfig:在2.4.X 以及以前版本中xconfig 菜单是基于TCL/TK 的图形库的。 所有内核配置菜单都是通过Config.in 经由不同脚本解释器产生。 config.而目前刚刚推出的2.6.X 内核用QT 图形库，由KConfig 经由脚本解释器产生。这两版本差别比较大。这里以2.4.X 版本为 基础介绍相关裁剪内容。 图2-1 2.4.X 版本xconfig 配置菜单 图2-2 2.4.X 版本menuconfig 配置菜单 - 7 - - 8 - 在选择相应的配置时，有三种选择方式，它们分别代表的含义如下： Y-将该功能编译进内核 N-不将该功能编译进内核 M-将该功能编译成可以在需要时动态插入到内核中的模块 如果使用的是make xconfig，那使用鼠标就可以选择对应的选项。这里使用的是 makemenuconfig，所以需要使用空格键进行选取。在每一个选项前都有一个括号, 有的是中括号有 的是尖括号，还有圆括号。用空格键选择时可以发现，中括号里要么是空，要么是“*“，而尖括号里 可以是空，“*“和“M“这表示前者对应的项要么不要，要么编译到内核里；后者则多一样选择，可以 编译成模块。而圆括号的内容是要你在所提供的几个选项中选择一项。 (注:其中有不少选项是目标板开发人员加的,对于陌生选项,自己不知道该选什么时建议使用默认值) 下面我们来看看具体配置菜单，进入内核所在目录,键入make menuconfig 你就会看到配置菜单 具有如下一些项: 1、Code maturity level options 代码成熟度选项，它又有子项： 1.1、prompt for development and/or incomplete code/drivers 该选项是对那些还在测试阶段的代码,驱动模块等的支持.一般应该选这个选项，除非你只是想使用 LINUX 中已经完全稳定的东西.但这样有时对系统性能影响挺大. 1.2、prompt for obsolete code/drivers 该项用于对那些已经老旧的,被现有文件替代了的驱动,代码的支持,可以不选,除非你的机器配置比 较旧.但那也会有不少问题.所以该项以基本不用,在新的版本中已被替换. 2、loadable module support 动态加载模块支持选项，其子项有： 2.1、 enable module support 支持模块加载功能,应该选上. 2.2 set version information on all module symbols 该项用来支持跨内核版本的模块支持.即为某个版本的内核编译的模块可以在另一个版本的内核下 使用，我们一般用不上。所以不选. 2.3 kernel module loader 如果你启用这个选项，你可以通过kerneld 程序的帮助在需要的时候自动载入或卸载那些可载入式 的模块。我们一般会选上. 3、 system type 系统类型,主要是CPU 类型, 在UP-NETARM300/3000 平台上在该项上看到的是s3c44b0 的ARM 系列CPU. 其它选项是关于该芯片及平台的一些结构定义.其他版本内核遇到的不会是这种情况,但一般包含 processor family 选项,它让我们选择CPU 的类型，BIOS 可以自检到，留意一下你的系统的启动信 息。选上正确的CPU 类型就行. 4、General setup 4.1、support hot-plugable devieces 对可热拔插的设备的支持,看情况选择.若要对U 盘等USB 设备进行控制,建议选上. 下面分别是 4.2、Networking: support 网络支持,用到网络设备当然要选上. 4.3、System V IPC:支持systemV 的进程间通讯,选上吧. 4.4、sysctl support: 该项支持在不重启情况下直接改变内核的参数.启用该选项后内核大约会增大8K