嵌入系统linux基本实验.docx

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嵌入系统linux基本实验

嵌入系统实验报告

第2章嵌入式系统开发实验

一、实验目的

了解嵌入式系统的开发环境、内核的下载和启动过程

2、实验内容与要求

1、下载相应的内核，并与主机进行挂载

2、编写一段独立的程序并编译

3、将编译生成的可执行程序拷到NFS共享目录下，在目标板上运行该程序

三、串口设置minicom

A-串行设备多数人用/dev/tty1或/dev/ttfS1。

B-Lock文件位置

多数系统上，这应该是/usr/spool/uucp。

Linux系统则使用var/lock。

若此目录不存在，minicom将不会试图使用lock文件。

C-Callinprogram

若你的串口上有uugetty设备或别的什么，可能你就需要运行某个程序以把modem的cq端口切换到dialin/dialout模式。

这就是进入dialin模式所需的程序。

D-Calloutprogram

这是进入dialout模式所用的程序。

E-Bps/Par/Bits

启动时的缺省参数。

4、tftp和NFS服务器架设

Tftp是基于UDP协议的简单文件传输协议，目标板作为客户机。

主机安装tftp-server,作为服务器。

主目录为/tftpboot,这个目录下的文件才能被客户机下载。

NFS用于在不同机器、不同操作系统之间通过网络共享文件的服务系统。

五、实验操作

1、打开终端界面，输入minicom，按enter运行，按Ctrl-A、O，进入setup菜单

在Serialportsetup项上修改下述设置：

A——“SerialDevice”,口参数的设置。

设置通信位波特率、数据位、奇偶校验位和停止位。

F——“HardwareFlowControl”、G——“SoftwareFlowControl”,数据流的控制选择。

按“F”“G”键完成硬件软件流控制切换。

本实验系统都设置为“NO”。

配置完成后，选择“Savesetupasdfl”保存配置。

以上配置只需一次配置即可，下次不用再配置，因此，实验中只要再查看下配置是否正确，基本不需要修改。

1.在配置完minicom之后，返回minicom界面，打开嵌入式开发平台的电源，如果在键盘上无任何操作，那么在设定的等待时间之后，系统直接从FLASH加载启动，如果在设定的时间内任意按键如空格键，那么将进入bootloader界面，看到命令提示符及菜单。

如下即为开机之后的内容：

Welcometouse51BoardBootloaderforXSBase270board

Copyright（C）2002-200651BoardCo,.Ltd.

Support:

http:

//www.51B

Version:

01.00.03

flash:

base=0x00000000,size=0x02000000

Ethportcanaccess,thebaseaddressis0x0c000300

EthchipisLAN91C111

autobootinprogress,pressanykeytostop.

Bootdelay2seconds.

autobootaborted.

============================OperationMenu==========================

[0]ComanndLinemode

[1]Viewcurrentconfiguration

[2]Bootp

[3]DownloaddefaultKernel（zImage）

[4]FlashKernel

[5]DownloaddefaultFilesystem（rootfs270.img）

[6]FlashFilesystem

[7]Bootsystem

[8]Rebootsystem

[9]Resettofactorydefaultconfiguration

[a]SetdefaultKernelfilenameandFilesystemfilename

[b]Setbootdelaytime

[c]Help（togetalistofcommands）

======================================================================

Pleaseenteryourselection:

刚开始就列出了处理器的型号以及bootloader型号以及版本，以及下载的网站和端口的状态地址等。

功能“1”表示查看当前的状态，如本机和主机的地址，下载的内核名，文件系统的名等等。

功能“0”表示命令行方式，出现提示符“51Board>”进入命令设置菜单，用set可以改变设置，如“setmyipaddr”、“setdestipaddr”分别设置本机和主机的IP地址，“setfilesname”可以改变下载的文件系统的名称等。

“set”的其他功能完成将tftp目录里的文件下载到目录机的内存中。

设置完毕之后，输入“quit”退出命令行方式。

功能“3”下载内核

功能“4”用于将下载的内核烧写进FLASH

功能“5”下载文件系统

功能“6”用于将下载的文件系统烧写进FLASH

功能“7”用于启动系统

功能“8”用于重启系统

功能“9”恢复出厂设置值

功能“a”改变下载的内核和文件系统的名称

功能“b”设定延迟时间

功能“c”帮助

3、在确定IP地址正确而且在确定tftpboot中内核映像名与设置的一致后，选择功能“3”，下载内核，如下

tftpstart...

myipaddress:

192.168.208.143

serveripaddress:

192.168.208.43

filename:

zImage

storeat:

0xA0008000

loadingstart...

1116336（0x001108B0）bytesreceived.done.

表示下载完成

4、选择功能“7”，系统启动，在启动之后，用root来登录

5、在登录之后，输入命令ifconfigeth0192.168.208.143,设置IP地址，然后再输入命令mount192.168.208.43:

/exp/mnt,这是进行挂载，用mount命令将主机的/exp的目录挂在/mnt目录下，这样，当访问开发板的/mnt目录时，访问的就是服务器上的/exp目录的内容。

6、编写一个小程序，在开发板上运行。

如下hello.c

#include

Intmain（）

{

Printf（Hello,word!

\n"）;

Return0;

}

在两个机子上运行，它们的编译方式是不一样的

在主机上如gcc-ohellohello.c

在开发板上arm-linux-gcc-ohellohello.c

还可以用Makefile来编译，先编好Makefile，然后直接makehello.c就行了。

在/exp目录下编译完之后，就可以在开发板上的/mnt目录下输入./hello就可以运行了。

六、嵌入式系统下软件开发的一般流程

配置编译文件系统

配置编译内核

设置minicom

进行挂载

进入bootloarder界面下载映像

编译程序运行

第3章Linux内核配置和编译

1、实验目的

1、了解linux内核源代码的目录结构及各目录的相关内容

2、理解linux内核各配置选项内容和作用

3、把握linux内核的编译过程

2、实验内容

配置一个完整的内核（其中图片改成自己的），编译并通过bootloarder加载引导

3、内核配置选项

Loadablemodulesupport--->

[*]Enableloadablemodulesupport

可加载模块支持，其中“Enableloadablemodulesupport”选项可让内核支持模块；“Moduleunloading”选项可以让用户卸载不再使用的模块，如果不选的话用户将不能卸载任何模块。

SystemType--->

（PXA270/250/210-based）ARMsystemtype

[*]WorkaroundforXScalecacheerrata（seehelp）

---ProcessorFeatures

系统选型，根据开发对象选择

Generalsetup--->

[*]SupportCPUclockchange（EXPERIMENTAL）

[*]SupportDVM/DFM（EXPERIMENTAL）

[*]Supportforhot-pluggabledevices

PCMCIA/CardBussupport--->

MMC/SDdevicedrivers--->

[*]Networkingsupport

[*]SystemVIPC

[*]Sysctlsupport

<*>NWFPEmathemulation

<*>KernelsupportforELFbinaries

[*]PowerManagementsupport（experimental）

"console=ttyS0,115200mem=64Mroot=1F02rw"

[*]TimerandCPUusageLEDs

[*]TimerLED

[*]CPUusageLED

[*]Kernel-modealignmenttraphandler

Generalsetup表示通用配置。

这里可设置内核对虚拟内存的支持和为SystemV的进程提供通信机制；通过“Sysctlsupport”选项可以动态地更改一些核心参数与变量，而不需要重新启动系统。

MemoryTechnologyDevices（MTD）--->

<*>MemoryTechnologyDevice（MTD）support

<*>MTDpartitioningsupport

<*>DirectchardeviceaccesstoMTDdevices

<*>CachingblockdeviceaccesstoMTDdevices

存储器技术设备

Blockdevices--->

<*>RAMdisksupport

（8192）DefaultRAMdisksize

[*]Perpartitionstatisticsin/proc/partitions

块存储设备

Networkingoptions--->

<*>Packetsocket

<*>Unixdomainsockets

[*]TCP/IPnetworking

[*]IP:

kernellevelautoconfiguration

[*]IP:

DHCPsupport

[*]IP:

BOOTPsupport

[*]IP:

RARPsupport

网络配置

Networkdevicesupport--->

[*]Networkdevicesupport

网络设备驱动

Characterdevices--->

[*]Virtualterminal

[*]Supportforconsoleonvirtualterminal

<*>Standard/generic（8250/16550andcompatibleUARTs）serialsupport

[*]Supportforconsoleonserialport

Serialdrivers--->

[*]Unix98PTYsupport

字符设备驱动

Filesystems--->

<*>Ext3journallingfilesystemsupport

<*>DOSFATfssupport

<*>VFAT（Windows-95）fssupport

（EXPERIMENTAL）

[*]/procfilesystemsupport

[*]/dev/ptsfilesystemforUnix98PTYs

<*>Secondextendedfssupport

文件系统，一般需要DOSFAT（FAT16、FAT32）、VFAT,EXT3、NTFS和ISO9660（标准光盘使用的文件系统）支持。

Consoledrivers--->Frame-buffersupport--->[*]Supportforframebufferdevices（EXPERIMENTAL）

<*>PXALCDsupport

终端设备驱动配置

Sound--->

<*>Soundsupport

<*>IntelPXA27xAC97audio

声音支持和声卡驱动

4、内核配置的基本结构

1、Makefile

2、配置文件config.in

3、配置工具

4、规则文件

五、实验操作

1、先在计算机中找出源码目录/usr/src/linux-2.4.21-51Board_EDR，把linux内核文件拷到自己的目录下

2、打开终端，到自己的目录下开始配置内核。

配置内核有好几个命令，如：

makeconfig基于字符界面，makemenuconfig基于ncurses界面，makexconfig基于X-Windows图形界面。

在本实验中可以只配置基本的选项，使内核只要能够达到我们使用的要求就行了。

如SystemType,Generalsetup,Networkingoptions,Characterdevices,Filesystems等等。

本实验中用makemenuconfig命令。

如果“makemenuconfig”命令失败，很可能是ncurses库没有安装。

3、输入makeclean命令，这是为了将以前构核产生的所有目标文件、模块文件、核心以及一些临时文件清除，不产生任何新的文件。

这样可以减小内核的容量，节省一定的存储空间。

而且下载更快。

配置后的信息保存在执行时产生的文件.config中，原来的配置信息在.config.old中。

4、用displayarch/arm/linux_logo.ppm命令就可以查看图片，然后只要用自己的图片替换原来的图片就可以了，但是格式和名字要和原来一样，改变图片的格式可以用convert命令。

自己的图片容量不要太大，否则使生成的内核映像会很大，不利于实验。

5、输入命令makedep,这是建立依赖关系，产生两个文件“.depend”和“.hdepend”。

其中“.hdepend”表示每个.h文件都包含其他哪些嵌入文件，“.depend”文件在每个会产生目标文件.o文件的目录下均存在。

6、命令make，编译内核，通过各目录的Makefile文件进行，产生一大堆目录文件，其中产生的vmlinux文件就是所构的核心，并有映像文件system.map产生。

实验时可能会出现一些错误，如Makefile文件中的路径出错，一些文件的权限问题，改变一个文件的权限用chmod755文件名命令。

7、输入makezImage，在make的基础上产生压缩的核心映像文件。

之后，只要把产生的映像文件zImage拷到tftp服务器目录下。

8、像第二章一样，下载内核，启动系统，那么在实验板将看到自己的图片。

第4章嵌入式文件系统的构建

1、实验目的

1、了解嵌入式操作系统中文件系统的类型和作用

2、了解JFFS2文件系统的优点及其在嵌入式系统中的作用

3、掌握利用BusyBox软件制作嵌入式文件系统的方法

4、掌握嵌入式Linux文件系统的挂载过程

2、实验内容

1、根据系统提供的BusyBox源代码，编译BusyBox，写出具体编译过程。

2、利用配置文件系统实例，配置一个适合开发板的文件系统，写出需要配置文件的功能。

3、利用mkfs.jffs2制作文件系统映像，并将文件系统映像下载到开发板，写出系统启动后的结果。

3、linux文件系统的类型

1、Romfs文件系统

优点：

Romfs是一种相对简单、占用空间较少的文件系统。

Romfs是只读的文件系统，使用顺序存储方式，所有数据，包括目录，链接等都按目录树的顺序存放。

通常用在嵌入式设备中作为根文件系统，或者用于保存bootloader以便引导系统启动。

缺点：

禁止写操作，因此系统同时需要虚拟盘（RAMDISK）支持临时文件和数据文件的存储。

2、Ext2fs文件系统

优点：

Ext2fs支持达4TB的内存。

Ext2fs文件名称最长可以到1012个字符。

当创建文件系统时，管理员可以选择逻辑块的大小（通常大小可选择1024、2048和4096字节）。

Ext2fs实现快速符号链接：

不需要为此目的而分配数据块，并且将目标名称直接存储在索引节点（inode）表中。

这使性能有所提高，特别是在速度上

然而，当在嵌入式设备中使用Ext2fs时，它有一些缺点：

Ext2fs是为像IDE设备那样的块设备设计的，这些设备的逻辑块大小是512字节，1K字节等这样的倍数。

这不太适合于扇区大小因设备不同而不同的闪存设备；

Ext2fs文件系统并没有提供对基于扇区的擦除／写操作的良好管理。

在Ext2fs中，为了在一个扇区中擦除单个字节，必须将整个扇区复制到RAM，然后擦除，然后重写入。

考虑到闪存设备具有有限的擦除寿命（大约能进行100,000次擦除），在此之后就不能使用它们，所以这不是一个特别好的方法；

在出现电源故障时，Ext2fs不是防崩溃的；

Ext2fs文件系统不支持损耗平衡，因此缩短了扇区／闪存的寿命（损耗平衡确保将地址范围的不同区域轮流用于写和／或擦除操作以延长闪存设备的寿命）；

Ext2fs没有特别完美的扇区管理，这使设计块驱动程序十分困难。

3、NFS文件系统

优点：

集中存储数据，节省空间

缺点：

安全性较差

4、JFFS2文件系统

优点：

支持数据压缩；提供“损耗平衡”支持；支持多种节点类型；提高了对闪存的利用率，降低了内存的消耗。

缺点：

用在嵌入式linux根文件系统时存在安装时间较长、容错机制有待开发以及对NandFlash支持不太理想等问题。

四、实验操作

1、把busybox源码/exp/busybox-1.00-pre5.tar.gz拷到自己的目录下，用命令tarjxfbusybox-1.00-pre5.tar.bz2在自己的目录下对busybox进行解压，解压成功后，在目录下有未编译安装的busybox文件。

2、进入解压的目录下，输入makemenuconfig，进行配置，配置的选项如下

GeneralConfiguration--->[*]Supportfordevfs

这是支持devfs文件系统

BuildOptions--->

[*]BuildBusyBoxasastaticbinary（nosharedlibs）

[*]DoyouwanttobuildBusyBoxwithaCrossCompiler?

（/usr/local/arm-linux/bin/arm-linux-）CrossCompilerprefix

这是选择静态库编译方式，并设定交叉编译器

Coreutils--->

[*]cat

[*]cp

[*]ls

[*]Enablefiletypingoptions（-pand-F）

[*]Enablesymlinksdereferencing（-L）

[*]Enablerecursion（-R）

[*]Sortthefilenames

[*]Showfiletimestamps

[*]Showusername/groupnames

[*]Usecolortoidentifyfiletypes

[*]mkdir

[*]rm

[*]rmdir

[*]stty

[*]Calculateterminal&columnwidths---Commonoptionsfordf,du,ls

这是系统核心工具包，里面是一些基本命令

DebianUtilities--->[*]start-stop-daemon

Editors--->

[*]vi

[*]Enable":

"coloncommands（no"ex"mode）

[*]Enableyank/putcommandsandmarkcmds

[*]Enablesearchandreplacecmds

[*]Catchsignals

[*]Rememberpreviouscmdand"."cmd

[*]Enable-Roptionand"view"mode

[*]Enableset-ableoptions,aiicshowmatch

[*]Supportfor:

set

[*]Handlewindowresize

[*]Optimizecursormovement

这是编译程序等用的命令

InitUtilities--->

[*]init

[*]Supportreadinganinittabfile?

[*]halt

[*]poweroff

[*]reboot

[*]mesg

启动设置

Login/PasswordManagementUtilities--->[*]getty

LinuxModuleUtilities--->

[*]insmod

[*]Supportversion2.1.xto2.4.xLinuxkernels

[*]rmmod

[*]Supporttaintedmodulecheckingwithnewkernels

模块设置

NetworkingUtilities--->

[*]hostname

[*]ifconfig

[*]Enablestatu