嵌入式Linux系统开发参考答案0625资料Word文件下载.docx
《嵌入式Linux系统开发参考答案0625资料Word文件下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《嵌入式Linux系统开发参考答案0625资料Word文件下载.docx(11页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
5、进程调度,内存管理,虚拟文件系统,网络接口,进程间通信
BBBCD
1、Windows操作系统是在个人计算机上发展起来的,在许多方面受到个人计算机硬件条件的限制,这些操作系统必须不断地升级才能跟上个人计算机硬件的进步;
而Linux操作系统却是以另外一种形式发展起来的,Linux是UNIX操作系统用于个人计算机上的一个版本,UNIX操作系统已经在大型机和小型机上使用了几十年,直到现在仍然是工作站操作系统的首选平台。
Linux给个人计算机带来了能够与UNIX系统相比的速度、效率和灵活性,使个人计算机所具有的潜力得到了充分发挥。
Linux与Windows工作方式存在一些根本的区别,这些区别只有在用户对两者都很熟悉之后才能体会到,但它们却是Linux思想的核心。
2、目前主流的图形界面环境有KDE和GNOME两种图形环境。
3、首先使用fdisk-l查看一下磁盘分区情况:
然后使用命令:
mount–tvfat/dev/sdb1/mnt/USB
4、使用类似的命令:
ifconfigeth0:
192.168.1.15netmask255.255.255.0
其中192.168.1.15为ip,255.255.255.0为子网掩码。
5、Linux内核主要由五个子系统组成:
进程调度,内存管理,虚拟文件系统,网络接口,进程间通信。
其中,进程调度(SCHED)控制进程对CPU的访问;
内存管理(MM)允许多个进程安全的共享主内存区域;
虚拟文件系统(VirtualFileSystem,VFS)隐藏了各种硬件的具体细节,为所有的设备提供了统一的接口,VFS提供了多达数十种不同的文件系统;
进程间通讯(IPC)
支持进程间各种通信机制。
第三章
1、3、1.1、ARM指令集、16为Thumb指令集、32
2、数据缓存器(DataCache)、指令缓存(InstructionCache)、指令存储管理单元(InstructionMMU)、数据存储管理单元(DataMMU)、写缓冲(WriteBuffer)和回写存储单元(WriteBackPATAGRAM)
3、37、31、6、32
4、立即寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址、基址变址寻址
5、跳转指令、数据处理指令、程序状态寄存器(PSR)处理指令、加载/存储(Load/Store)指令、协处理器指令
ACDDA
1、ARM微处理器的运行模式有7种,分别为:
用户模式(User,usr):
正常程序执行时,ARM处理器所处的状态。
快速中断模式(FIQ,fiq):
用于快速数据传输和通道处理。
外部中断模式(IRQ,irq):
用于通常的中断处理。
特权模式(Supervisor,sve):
供操作系统使用的一种保护模式。
数据访问中止模式(Abort,abt):
当数据或指令预取终止时进入该模式,用于虚拟存储及存储保护。
未定义指令终止模式(Undefined,und):
用于支持硬件协处理器软件仿真。
系统模式(System,sys):
用于运行特权级的操作系统任务。
2、ARM储存器的组织最要有2大类型,分别为小端格式和大端格式,也称为小端次序(Littleendian)和大端次序(Bigendian)的字节序(byteorder)。
两种储存类的区别在于一个32位的数据存放到储存器中的时候,到底是高位字节放在高地址还是低地址的区别。
3、ARM微处理器选型时应注意:
1、ARM微处理器内核的选择
2、系统的工作频率
3、芯片内存储器的容量
4、片内外围电路的选择
第四章
1、程序段(Section)、代码段(CodeSection)、数据段(DataSection)
2、:
、@
3、符号定义伪指令(SymbolDefinition)、数据定义伪指令(DataDefinition)、汇编控制伪指令(AssemblyControl)、宏指令
4、vi、gedit、gcc、gdb、make
5、命令模式(commandmode)、插入模式(insertmode)、底行模式(lastlinemode)
6、预处理(也称预编译,Preprocessing)、编译(Compilation)、汇编(Assembly)和连接(Linking)。
CBCCA
1、汇编语言与C的混合编程通常有以下几种方式:
在C代码中嵌入汇编指令;
在汇编程序和C的程序之间进行变量的互访;
汇编程序、C程序间的相互调用。
2、参看教材4.2.6。
3、make就是实现这样的功能:
它读入一个文件,叫makefile,这个文件不仅决定了源文件之间的依赖关系,而且还决定了源文件什么时候该编译什么时候不应该编译。
第五章
1、S3C2440、400M
2、DNW设置、USB驱动
3、Windows系统下安装虚拟机Vmware、Windows+Linux双系统安装、基于Windows操作系统下的Cygwin
4、命令行方式、图形界面操作方式
5、SJF2440
CDDBA
1、建立基于Linux嵌入式开发环境一般有三种方案可以选择:
一是在Windows系统下安装虚拟机Vmware。
二是Windows系统和Linux系统同时安装。
三是基于Windows操作系统下的Cygwin。
2、参看教材5.3。
3、参看教材5.4。
第六章
1、为了编译、链接、处理和调试跨平台体系结构的程序代码、编译、链接、处理、调试。
2、Binutils、Gcc、Glibc。
3、编译binutils、编译辅助gcc编译器、编译glibc库、重新编译完整的gcc。
4、建立脚本文件、建立配置文件、执行脚本文件。
5、定义生成编译工具链的名称、定义编译选项等。
BDBAB
1、通常构建交叉工具链有三种方法:
方法一、分步编译和安装交叉编译工具链所需要的库和源代码,最终生成交叉编译工具链。
方法二、通过Crosstool脚本工具来实现一次编译生成交叉编译工具链,该方法相对于方法一要简单许多,并且出错的机会也非常少,建议大多数情况下使用该方法构建交叉编译工具链;
方法三、直接通过网上下载已经制作好的交叉编译工具链。
2、分布构建交叉编译工具链制作一般分成六步,主要步骤为:
准备工作:
下载好所需要的软件包、准备好内核头文件、组织好目录;
编译binutils:
这个软件包的编译相对简单,一般容易实现;
编译辅助gcc编译器:
对gcc进行简单配置后,编译gcc,使其不依赖glibc,只对c语言支持,为后面的glibc的编译做准备;
编译glibc库:
在这一步,首先将解压的内核头文件进行配置。
在上一步的编译过程中,已经生成了arm-linux-gcc这个工具,利用这个工具去编译glibc库;
重新编译完整的gcc:
完整gcc的编译需要glibc库的支持,在第一步的时候glibc还没有被编译,所以只能简单配置,生成辅助的gcc,而在这一步,glibc库已经编译了,可以使用了,所以,就可以对gcc进行完整的编译了;
编译gdb调试器:
调试器与前面的那些软件包是相互独立的,所以放在最后编译。
3、使用Crosstool构建交叉编译工具链制作过程和上一节中分布构建过程原理相似,由于Crosstool是以shell的形式编译的,所以只需要以下几步:
建立脚本文件、建立配置文件、执行脚本文件即可。
其主要步骤为:
建立脚本文件:
修改针对arm9架构的脚本文件;
建立配置文件:
主要用于定义配置文件、定义生成编译工具链的名称以及定义编译选项等;
执行脚本文件:
执行建立好的脚本文件来编译交叉编译工具;
添加环境变量:
将生成的编译工具链路径添加到上一节中介绍到的环境变量PATH上去。
第七章
1、系统加电后运行的第一段软件代码。
2、启动加载模式(Bootloading)、下载模式(Downloading)
3、网络启动、磁盘启动、Flash启动
4、初始化LED、关闭CPU内部指令/数据cache
CBADA
1、BootLoader,亦称引导加载程序,是系统加电后运行的第一段软件代码。
它是整个系统执行的第一步,所以它的地位在整个嵌入式软件系统中是非常重要的。
2、Vivi作为一种Bootloader,其运行过程分成两个阶段,第一阶段的代码在Vivi/arch/s3c2440/head.s中定义,大小不超过10KB,它包括从系统上电后在0x00000000地址开始执行的部分。
这部分代码运行在Flash中,它包括对S3C2440的一些寄存器、时钟等的初始化,然后跳转到第二阶段执行;
第二阶段的代码在Vivi\init\main.c中,主要进行一些开发板初始化、内存映射和内存管理单元初始化等工作,最后会跳转到boot_or_Vivi()函数中,接收命令并进行处理。
需要注意的是在Flash中执行完内存映射后,会将Vivi代码拷贝到SDRAM中执行。
3、U-Boot则支持大多CPU,可以烧写EXT2、JFFS2文件系统映象,支持串口下载、网络下载,并提供了大量的命令。
相对于Vivi,它的使用更复杂,但是可以用来更方便地调试程序;
Vivi是Mizi公司针对SAMSUNG的ARM架构CPU专门设计的,基本上可以直接使用,命令简单方便。
不过其初始版本只支持串口下载,速度较慢。
在网上出现了各种改进版本:
支持网络功能、USB功能、烧写YAFFS文件系统映象等。
第八章
1、Makefile、配置文件、配置工具。
2、配置命令解释器、配置用户界面。
3、注释、编译目标定义、适配段。
4、makeconfig、makemenuconfig、makexconfig、makeconfig
5、zImage
CADDB
1、Linux内核各个部分与内核源码的各个目录都是对应起来的,比如有关驱动的内容,内核中就都组织到“drive”这个目录中去,有关网络的代码都集中组织到“net”中。
当然,这里有的目录是包含多个部分的内容。
具体各个目录的内容组成如下:
arch:
arch目录包括了所有和体系结构相关的核心代码。
include:
include目录包括编译核心所需要的大部分头文件,例如与平台无关的头文件在include/linux子目录下;
init:
init目录包含核心的初始化代码(不是系统的引导代码),有main.c和Version.c两个文件;
mm:
mm目录包含了所有的内存管理代码。
与具体硬件体系结构相关的内存管理代码位于arch/*/mm目录下;
drivers:
drivers目录中是系统中所有的设备驱动程序。
它又进一步划分成几类设备驱动,每一种有对应的子目录,如声卡的驱动对应于drivers/sound;
ipc:
ipc目录包含了核心进程间的通信代码;
modules:
modules目录存放了已建好的、可动态加载的模块;
fs:
fs目录存放Linux支持的文件系统代码。
不同的文件系统有不同的子目录对应,如ext3文件系统对应的就是ext3子目录;
Kernel:
Kernel内核管理的核心代码放在这里。
同时与处理器结构相关代码都放在arch/*/kernel目录下;
net:
net目录里是核心的网络部分代码,其每个子目录对应于网络的一个方面;
lib:
lib目录包含了核心的库代码,不过与处理器结构相关的库代码被放在arch/*/lib/目录下;
scripts:
scripts目录包含用于配置核心的脚本文件;
documentation:
documentation目录下是一些文档,是对每个目录作用的具体说明。
2、将自己开发的内核代码加入到Linux内核中,需要有三个步骤。
首先确定把自己开发代码放入到内核的位置;
其次,把自己开发的功能增加到Linux内核的配置选项中,使用户能够选择此功能;
最后,构建子目录Makefile,根据用户的选择,将相应的代码编译到最终生成的Linux内核中去。
主要步骤有:
组织目录结构,配置文件,修改makefile文件等。
3、Linux内核的移植过程比较繁琐,具体步骤如下:
解压内核文件、修改机器码、修改内核源码根目录下的Makefile文件、修改“arch/arm/plat-s3c24xx/common-smdk.c”文件,修改NandFlash的分区信息和NandFlash的硬件信息、修改时钟频率、增加Yaffs2文件系统的支持、配置内核、编译内核等。
4、内核裁剪,主要作用就是为了适应嵌入式系统的小体积、小存储的特点,在内核的大小方面进行裁剪。
内核编译之前,通过配置内核的选项参数进行设置,将不需要的功能删掉,保留系统需要的部分,这样就在一定程序上缩小了生成的镜像文件大小。
第九章
1、上层用户的应用程序对文件系统的系统调用、虚拟文件系统VFS、挂载到VFS中的各种实际文件系统。
2、Blkmem驱动层、RAMdisk驱动层、MTD驱动层
3、JFFS2、Yaffs、Romfs
4、Ramdisk、Ramfs/Tmpfs
5、SystemVinit、Busyboxinit
ABBDB
1、在Linxu根文件系统中,一般包括这样一些子目录:
/etc/、/dev/、/usr/、/usr/bin/、/bin/等。
根文件系统的建立需要遵循一定的规则,包括目录的位置及名字等。
用来建立根文件系统的规则被称作文件系统分类标准(FilesystemHierarchyStandard,FHS),该规则定义了在构建Linux根文件系统时文件和目录的名字和存放位置的标准。
2、Busybox能使用户迅速方便的建立一套相对完整、功能丰富的文件系统,其中包括大量常用的应用程序。
Busybox将许多常用的UNIX命令和工具结合到了一个单独的可执行程序中。
它集成压缩了Linux的许多工具和命令。
虽然与相应的GNU工具比较起来,Busybox所提供的功能和参数略少,但在比较小的系统或者嵌入式系统中,这些已经足够用了。
3、参考教材9.3.2。
4、参考教材9.3.3。
第十章
1、块设备文件、字符设备文件、网络设备文件、杂项设备文件。
2、主设备号、次设备号
3、file_operations、file、inode
4、mknod
5、ioctl
BDAAD
1、驱动程序主要提供以下功能:
应用程序通过驱动程序安全有效地访问硬件;
驱动程序作为嵌入式系统的中间层软件,它隐藏了底层的细节,从而提高了软件的可移植性和可复用性;
驱动程序文件节点可以方便地提供访问权限控制。
从下层驱动开发人员的角度来看,Linux驱动程序就是通过直接操控硬件的软件,来完成下面的功能:
对设备初始化和释放;
直接读写硬件寄存器来控制硬件;
把数据从内核传送到硬件和从硬件读取数据;
操作设备缓冲区设备;
操作输入、输出设备,如键盘、打印机等;
读取应用程序传送给设备文件的数据和回送应用程序请求的数据;
检测和处理设备出现的错误。
2、块设备文件:
通常指一些需要以块(如512字节)的方式写入的设备,如IDE硬盘、SCSI硬盘、光驱等;
字符型设备文件:
通常指可以直接读写,没有缓冲区的设备,如并口、虚拟控制台等;
3、Linux驱动程序可以通过两种方式集成到内核中去:
一是将其直接编译到内核;
二是将其编写成模块,在需要添加某种硬件的时候,内核可以将其调入。
在配置Linux内核时,可以选择“Enableloadablemodulesupport”选项,来支持可加载内核模块。
4、Linux设备驱动程序与外界的接口可以分为如下三个部分:
驱动程序与操作系统内核的接口:
这是通过数据结构file_operations来完成的。
驱动程序与系统引导的接口:
这部分利用驱动程序对设备进行初始化。
驱动程序与设备的接口:
这部分描述了驱动程序如何与设备进行交互,这与具体设备密切相关。
5、进行模块编程的一般步骤是:
首先建立模块文件,然后编写makefile文件,最后使用inmod加载模块文件。
6、编写一个字符设备驱动,主要是下面几步:
编写硬件接口函数;
建立文件系统与设备驱动程序的接口变量,类型为structfile_operations结构体,并初始化该变量;
注册设备到chrdevs全局数组中;
以模块方式编译驱动源码,并将其加载到内核中;
创建设备节点;
编写应用程序访问底层设备。
第十一章
1、视窗、单一文件界面或者多文件界面、标签、菜单
2、窗口系统、字体、输入设备及输入法、屏幕加速
3、tmake工具安装包、Qt/Embedded安装包、Qt的X11版的安装包、Qt/Embedded安装包。
4、配置、编译、测试
5、QDevelop、Qtdesigner
BABDD
三、简答题
略
四、上机题
1、
(1)、从ftp:
//
(2)、新建一个目录用来编译,具体命令如下:
$tarxvfqt-all-opensource-src-4.3.3.tar.gz
$mkdirbuild
$cdbuild
(3)、配置,进入build目录,开始配置安装文件。
在命令行中输入以下命令:
$../qt-all-opensource-src-4.3.3/configure-release-no-qvfb-xplatformqws/linux-arm-g++-embeddedarm-no-stl-plugin-sql-sqlite-no-qt3support-no-nis-no-cups-no-iconv-no-qdbus-no-freetype-depths4,8,16,32-qt-mouse-linuxtp
配置过程中有一些确认选项,确认之后,我们就可以使用“gmake”命令编译安装
(4)、编译,在命令行中输入gmake命令安装:
$gmake
$gmakeinstall
2、参见光盘“/src/第十一章/computer”。