linux嵌入式实验指导书.docx
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linux嵌入式实验指导书
嵌
入
式
系
统
设
计
实
验
指
导
书
作者：
张俊文
2014-3-10
实验一、嵌入式Linux开发环境的建立
试验目的
1、掌握如何在WINDOWS下安装虚拟机，
2、在虚拟机中安装LINXUX操作系统；
3、熟悉linux基本行命令
预备知识
绝大多数Linux软件开发都是以native方式进行的，即本机（HOST）开发、调试，本机运行的方式。
这种方式通常不适合于嵌入式系统的软件开发，因为对于嵌入式系统的开发，没有足够的资源在本机（即板子上系统）运行开发工具和调试工具。
通常的嵌入式系统的软件开发采用一种交叉编译调试的方式。
交叉编译调试环境建立在宿主机（即一台PC机）上，对应的开发板叫做目标板。
运行Linux的PC【宿主机】开发时使用宿主机上的交叉编译、汇编及连接工具形成可执行的二进制代码（这种可执行代码并不能在宿主机上执行，而只能在目标板上执行），然后把可执行文件下载到目标机上运行。
调试时的方法很多，可以使用串口，以太网口等，具体使用哪种调试方法可以根据目标机处理器提供的支持作出选择。
宿主机和目标板的处理器一般不相同，宿主机为Intel处理器，而目标板如UP-NetARM2410-S开发板为三星S3c2410.GNU编译器提供这样的功能，在编译器编译时可以选择开发所需的宿主机和目标
实验步骤：
一预备知识
Mware虚拟机安装Linux系统
VMware软件安装
使用VMware虚拟机可以在Windows系统下面再安装其他的操作系统，而不会对原有的操作系统造成任何影响。
本小节将讲述在WindowsXP上安装VMware虚拟软件。
安装好VMvare软件以后，可以使用VMware建立一个虚拟计算机。
在建立虚拟机时，需要注意虚拟硬件的设置。
下面的步骤可以建立一个虚拟机
新建了虚拟机以后，需要注意VMware使用方法。
本小节将介绍VMware中常用工具的使用方法。
常用工具提供了虚拟机的管理功能。
启动虚拟机系统以后，在虚拟机中的操作与本地计算机的操作是相似的。
在VMware安装Linux系统时，对硬盘的分区、格式化操作，都是在虚拟硬盘上进行的。
对硬盘上的数据没有任何影响。
在学习Linux安装时，可以使用VMware虚拟机进行练习。
本小节将在VMware虚拟机上安装RedHatLinux9.0系统。
完成光盘完整性检查以后，RedHatLinux9.0的图形安装界面如图
选择软件包组
完成安装
是RedHatLinux9.0的用户桌面
3、熟悉linux基本行命令
常用LINUX命令的使用
以下均以REDHATLINUX为例说明。
一、基本命令
ls：
显示当前目录下的所有文件和目录。
ls-a：
可以看到隐藏的文件，如以.开头的文件。
pwd：
显示当前目录路径。
ps：
列举当前TTY下所有进程
ps-A：
列举所有
cd目录名：
进入目录
mkdir目录名：
创建目录
rmdir目录名：
删除空目录
rm-rf目录名：
强行删除整个目录内容（无法恢复），其中f表示强制不进行提示，
r表示目录递归。
注：
LINUX下的文件和目录是区分大小写的。
二、TAB文件目录匹配搜索的使用
例如/usr/arm2410s，假设/目录下没有其它以arm字符开头的其它目录和文件，则要
进入这个目录，只需敲入：
cd/usr/arm
然后按下TAB键，则SHELL会自动匹配找到/usr/arm2410s目录，这样就不必完全
键入剩余的2410s字符，这个功能在访问名字很长的文件和目录时非常有效，可以大大提
供键盘输入的速度，极为方便。
三、编程时获取帮助man
man，即manunal，是UNIX系统手册的电子版本。
根据习惯，UNIX系统手册通常
分为不同的部分（或小节，即section），每个小节阐述不同的系统内容。
目前的小节划分
如下：
命令：
普通用户命令
系统调用：
内核接口
函数库调用：
普通函数库中的函数
特殊文件：
/dev目录中的特殊文件
文件格式和约定：
/etc/passwd等文件的格式
游戏。
杂项和约定：
标准文件系统布局、手册页结构等杂项内容
系统管理命令。
内核例程：
非标准的手册小节。
手册页一般保存在/usr/man目录下，其中每个子目录（如man1,man2,...,manl,mann）
包含不同的手册小节。
使用man命令查看手册页。
man命令行例子：
manrpm
四、压缩/解压缩
LINUX的软件一般是以.gz或.tar或者.tar.gz结尾的。
前者是由gzip压缩的，后者
是先用tar归档，在用gzip压缩而成的。
1、以.gz结尾的为压缩文件，用命令：
gzip-dfilename来解压，得到的文件在当前目
录中，但已没有了.gz。
2、以.tar结尾的为归档文件，用命令：
tar-xvffilename来展开，生成的文件与源文
件在同一目录中，只是少了.tar。
3、以.tar.gz结尾的文件最常见，可直接用命令：
gzip-cdfilename|tarxfv来解开。
tar的用法：
解压：
x参数表示解压
tarxzflinux-2.4.x.tgz
把一个目录linux-2.4.x压缩成一个文件：
linux-2.4.x.tgz
tarczflinux-2.4.x.tgzlinux-2.4.x
c参数表示压缩。
解压缩bz2格式压缩包
tar-xjflinux.bz2
建立bz2格式压缩包
tar-cjflinux-2.4.x.tar.bz2/develop/linux-2.4.x
软、硬盘及光驱的使用
在Linux中对其他硬盘逻辑分区、软盘，光盘的使用与我们通常在DOS与Windows中
的使用方法是不一样的，不能直接访问，因为在Linux中它们都被视为文件，因此在访问
使用前必须使用装载命令mount将它们装载到系统的/mnt目录中来，使用结束，必须进
行卸载。
命令格式如下：
mount－t文件系统类型设备名装载目录
设备名是指要装载的设备的名称，如软盘、硬盘、光盘等，软盘一般为/dev/fd0fd1，
硬盘一般为/dev/hdahdb，硬盘逻辑分区一般为期hda1hda2等等，光盘一般为/dev/hdc。
在装载前一般要在/dev/mnt目录下建立一个空的目录，如软盘为floppy，硬盘分区为其盘
符如c、d等等，光盘为cd-rom，使用命令：
mount－tmsdos/dev/fd0/mnt/floppy
装载一个mddos格式的软盘
mount－text2/dev/fd0/mnt/floppy
装载一个Linux格式的软盘
mount－tvfat/dev/hda1/mnt/c
装载Windows98格式的硬盘分区
mount－tiso9660/dev/hdc/mnt/cd-rom
装载一个光盘
装载完成之后便可对该目录进行操作，在使用新的软盘及光盘前必须退出该目录，使
用卸载命令进行卸载，方可使用新的软盘及光盘，否则系统不会承认该软盘的，光盘在卸
载前是不能用光驱面板前的弹出键退出的。
实验二、LinuxC程序设计
实验目的
1、Vi编辑器的使用
2、gcc编译器的使用，编译LinuxC程序
实验内容
一：
设计一个程序，要求在屏幕上输出“这是第一个Linuxc程序!
”。
操作步骤：
步骤1:
设计编辑源程序代码
此程序中主函数体内只有一个输出语句，printf是c语言中的输出函数。
双引号内的字条串原样输出。
“\n”是换行符。
即在输出“这是第一个Linuxc程序!
”后回车换行。
语句最后用分号结束。
编辑程序只需要用文本编辑器，Linux下最常用的文本编辑器是vim，编辑程序在终端中输出如下。
[root@localhostroot]#vimtest.c
接着依次按ESC键→i键→输入文字内容，输入程序代码如下：
/*1-1.c程序：
在屏幕上输出“这是第一个Linuxc程序!
”*/
#include/*文件预处理，包含标准输入输出库*/
intmain（）/*C程序的主函数，开始入口*/
{
printf（"thisismyfirstlinuxcprogram!
\n"）;/*在屏幕上打印输出*/
}
其中/*、*/之间的内容为注释，凡是介于/*和*/之间的文字，c的编译程序均会忽略，不予编译。
设计程序时，最好养成写注释的习惯，便于他人或自己以后阅读。
其中“#include”指定程序中用到的系统函数包含的库文件，“stdio.h”是标准输入输出库。
Main表示“主函数”，每人个c程序都必须有一个main函数，函数主体用大括弧{}括起来，语句都用分号“;”结束。
输入完Linuxc程序后的界面如图1.1所示。
图1.1输入完Linuxc程序后的界面
特别提示：
输入完成后存盘：
按ESC键→输入“:
wq”回车，输入后如果不想存盘：
按ESC键→输入“:
q!
”回车。
注意：
若读者的终端不能正常输入或显示中文，而要在vim中编辑和正确显示中文，请先设置一下终端的字体，点击终端的菜单“编辑”→“当前配置文件（U）……”，打开“编辑配置文件”对话框，勾选“与其他应用程序使用相同的字体大小”即可。
如果显示中文还有问题，点击对话框“常规”选项卡中的字体处的按钮，弹出“选择终端字体”对话框，选择“ARPLKaitiMGB”字体，设置好字体后，点击“确定”就可以在vim中正常显示和输入简体中文了。
步骤2:
编译程序
编译程序前，最好请确认c源程序文件的存在，打开Linux终端输入“ls”命令，查看当前目录下是否有test.c文件，界面如图1.2所示。
图1.2查看当前目录下的文件
接着输入如下命令，将1-1.c程序编译成可执行文件。
[root@localhostroot]#gcc1-1.c
若编译时没有出现错误信息，说明程序编译成功，界面如图1.3所示。
图1.3用gcc编译程序
步骤3:
运行程序
编译好1-1.c程序后，默认生成的可执行文件是a.out，可以看到当前目录下就新生成了a.out，若要执行这个可执行文件，输入如下：
[root@localhostroot]#./a.out
此时系统会出现运行结果，输出“这是第一个Linuxc程序!
”，终端中的显示如图1.4所示。
图1.4运行程序
由第一个简单的Linuxc程序可知，在Linux环境下的c程序设计，主要用到的工具是文本编辑器和编译器软件。
Linux下的文本编辑器软件主要有vim、gedit和Emacs，Linux下的c编译器中，gcc是功能最强大、使用最广泛的软件。
二、GDB调试例程
用gcc编译它：
gcc–ogreetgreeting.c
程序显示示结果如下：
从结果可以看出。
输出的第一行是正确的，但第二行打印出的东西并不是我们所期望的，我们期望的结果是：
thestringprintedbackwardiserehtolleh
毫无疑问，my_print2函数没有正常工作。
现在，让我们用gdb看看问题究竟出在哪能，先输入如下命令：
再输入gdbgreeting
如果输入命令时忘记了把要调试的程序作为参数传给gdb，可以在gdb提示符下用file命令加载它：
（gdb）filegreeting
现在我们可以用gdb的run命令来运行greeting，当它运行在gdb中时，结果大约会像这样：
（gdb）run
这时输出的结果与外面运行的结果一样，可是，为什么没有反序打印呢？
为找出问题所在，我们可以在my_pring2函数的for语句后没一个断点。
具体的做法是在gdb提示符下执行三次list命令，列出源程序
（gdb）list
（gdb）list
（gdb）list
第一次执行list命令的输出如下所示
第二次
第三次
根据列出的源程序，可设断点在21行，在gdb命令行提示符下输入如下命令。
设置断点：
（gdb）break21
Gdb会做出如下响应：
再执行run将产生如下结果
可以通过设置一个观察string2[size-i]变量值的观察点来找出错误的产生原因，做法是键入如下语句：
watchstring2[size-i]
Gdb将做出如下反映
现在可以用netx命令一步步的执行循环语句：
（gdb）next
经过第一次循环后，gdb告诉我们string2[size-i]的值是‘h’gdb显示的信息如下：
这个值是正确的，后来的数次循环的结果也都是正确的，当i=10时，表达式等于‘e’
Size–i的值等于1，最后一个字符已经拷贝到新字符串去了，
如果再执行下去，会看到已经没有值分配给string2[0]了，而它是新字符串的第一个字符，因为malloc函数在分配内存时把它们初始化为空字符。
这就是为什么string2没有任何输出的原因。
找出问题所在，修正这个错误也就会变得更容易，可以在代码里写入string2的第一个字符的偏移量为size-1而不是size，这是因为string2的大小为12，但起始偏移量为0，串内的字符从偏移量10，偏移量11为空字符保留。
实验三、熟悉Linux交叉开发环境配置和使用
试验目的：
1挂载光盘文件
2linux网络配置
3linux串口配置
预备知识
对于嵌入式LINUX，宿主机上的操作系统一般要求为REDHATLINUX。
嵌入式开发通常要求宿主机配置有网络，支持NFS（为交叉开发时mount所用）。
然后要在宿主机上建立交叉编译调试的开发环境。
环境的建立需要许多的软件模块协同工作，这将是一个比较繁杂的工作，但现在已通过博创嵌入式教学套件中光盘的安装而自动完成了。
开发工具软件的安装与配置
实验步骤：
1.开发工具软件的安装
将博创兴业科技有限公司提供的附带开发工具光盘插入CDROM，然后执行以下命令：
mount/dev/cdrom/mnt
若系统不识别/dev/cdrom的话，可以用如下命令，假设CDROM为从盘，即为/dev/hdb，则：
mount–tiso9660/dev/hdb/mnt
安装脚本程序将自动建立/arm2410s目录，并将所有开发软件包安装到/arm2410s目录下，
同时自动配置编译环境，建立合适的符号连接。
2.开发环境配置
配置网络，包括配置IP地址、NFS服务、防火墙。
网络配置主要是要安装好以太网卡，对于一般常见的RTL8139网卡，REDHAT9.0可以自动识别并自动安装好，完全不要用户参与，因此建议使用该网卡。
然后配置宿主机IP为192.168.0.121。
如果是在有多台计算机使用的局域网环境使用此开发设备，IP地址可以根据具体情况设置。
如图1.4.1所示：
图1.4.1网络配置
双击设备eth0的蓝色区域，进入以太网设置界面，如图1.4.2，1.4.3所示：
图1.4.2以太网常规设置界面
图1.4.3以太网路由设置界面
对于REDHAT9.0，它默认的是打开了防火墙，因此对于外来的IP访问它全部拒绝，这样其它网络设备根本无法访问它，即无法用NFSmount它，许多网络功能都将无法使用。
因此网络安装完毕后，应立即关闭防火墙。
操作如下：
点击红帽子开始菜单，选择安全级别设置，选中无防火墙。
如图1.4.4所示：
图1.4.4安全级别设置
在系统设置菜单中选择服务器设置菜单，再选中服务菜单，将iptables服务的勾去掉,并确保nfs选项选中。
配置NFS：
点击主菜单运行系统设置->服务器设置->NFS服务器（英文为：
SETUP->SYSTEM
SERVICE->NFS），点击增加出现如下在界面，在目录（Drictory）：
中填入需要共享的路径，在主机（Hosts）：
中填入允许进行连接的主机IP地址。
并选择允许客户对共享目录的操作为只读（Read－only）或读写（Read/write）。
如图1.4.5所示：
图1.4.5NFS基本设置
图1.4.6是对客户端存取服务器的一些其他设置，一般不需要设置，取默认值。
图1.4.6NFS用户访问设置
当将远程根用户当作本地根用户时,对于操作比较方便,但是安全性较差。
最后退出时则完成NFS配置。
配置好后，界面应显示如图1.4.7所示：
图1.4.7远程根用户当作本地根用户
图1.4.8配置好的NFS
我们也可以手工编写/etc/exports文件，其格式如下：
共享目录可以连接的主机（读写权限，其他参数）
例如：
表示将本机的/arm2410s目录共享给ip地址为192.168.0.1－192.168.0.254的所有计算
机，可以读取和写入。
配置完成后，可用如下办法简单测试一下NFS是否配置好了：
在宿主机上自己mount自己，看是否成功就可以判断NFS是否配好了。
例如在宿主机/目录下执行：
其中192.168.0.10应为主机的IP地址。
然后到/mnt/目录下看是否可以列出/arm2410s目录下的所有文件和目录，可以则说明
mount成功，NFS配置成功。
3.配置MINICOM:
1.在linux操作系统Xwindow界面下建立终端（在桌面上点击右键——>新建终端）,在终端的命令行提示符后输入minicom，回车，你就会看到minicom的启动画面（见图1.4.9）
若没有启动Xwindow则在命令行提示符后直接输入minicom即可。
图1.4.9minicom启动画面
2.minicom启动后，先按Ctrl＋A键，再按Z键（注意不是连续按，Ctrl+A松开后才按Z），
进入主配置界面（见图1.4.10）。
图1.4.10主配置界面
按“O”进入配置界面，如图1.4.11配置界面
图1.4.11配置界面
按上下键选择Serialportsetup，进入端口设置界面，这里有几个重要选项改为如下值（见
图1.4.12）：
（在Changewhichsetting后按哪个字母就进入哪项的配置，如按A进行端口号配置。
）
A————SerialDevice：
/dev/ttyS0（端口号使用串口1）
E————BPS/par/bits：
/1152008N1（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1.4.11所示画面，选择Savesetupasdf1保存退出，以后只要
启动minicom就是该配置，无需再做改动。
4.配置完成后，用串口线连接好pc机和2410－S,启动2410－S，即可在minicom上看到启
动信息，并可以执行操作控制。
图1.4.12端口设置界面
Linux开发软件的安装目录结构
表格1.4.1均以/arm2410s目录为起点：
编译器安装路径说明如表1.4.2所示：
上述诸多程序的源代码都在光盘中提供.
在安装完成LINUX后，就是对LINUX的网络环境的配置，最主要是配置NFS服务器。
如果我们仔细看的话，就会发现在VMware软件界面的左下角处显示着“youdon'thaveVMwareToolsinstalled”，即我们还没安装VMwareTools。
VMwareTools有什么用呢？
VMwareTools 其实就是虚拟的显卡的驱动程序，安装以后，虚拟系统屏幕的显示效果会更好，除此之外，我在网上还发现有人说，安装以后，鼠标就可以在主、客系统之间自如地移动，而不需ctrl+alt组合键来切换（这确实有点麻烦）。
当然咯，肯定还有别的用途，小莫才疏学浅哪！
接下来就简单介绍一下怎么安装VMwareTools。
1、鼠标右击VMware界面左侧中的虚拟系统，选择“InstallVMwareTools”
注意：
虚拟机必须处在开机状态，关机时无效。
如下图：
此时会发现在Linux的桌面上出现一个光盘的图标，
这只是系统将VMwareTools的安装镜像文件加载到了虚拟光驱中，
而并不是真正地安装了VMwareTools。
如下图：
2、找到VMwareTools安装包
键点击Linux桌面，打开终端，依次输入以下命令（注意有空格）：
cd/mnt/cdrom（注：
进入到虚拟光驱的文件夹里）
ls（注：
查看文件夹里的文件和子文件夹）这个时候出现的“VMwareTools-5.5.3-34685.tar.gz”即安装包名字，记住它，稍后将会用到。
如下图：
2、移动安装包，然后解压安装
在刚刚的终端中，继续输入一下命令：
cd/（注：
回到根目录）
cp/mnt/cdrom/VMwareTools-5.5.3-34685.tar.gz/tmp（注：
将安装包复制到tmp文件夹）
cd/tmp（注：
进入tmp文件夹里）
tarzxfVMwareTools-5.5.3-34685.tar.gz（注：
解压安装包）
cdvmware-tools-distrib（注：
进入解压出来的文件夹里）
./vmware-install.pl（注：
执行安装文件）
如下图：
如果你的Linux中已经安装了所有的X窗口环境和开发工具，
上述的安装过程应该比较顺利，
在安装过程中，会遇到诸如“Inwhichdirectorydoyouwanttoinstallyourbinaryfiles”这类的问题，
直接按回车就行了；
如遇到诸如带有[yes]的询问时，输入yes后按回车即可。
如下图：
安装完成以后，还会让我们配置分辨率：
DoyouwanttochangeyourguestXresolution？
[1]640x480
[2]800x600
[3]1024x768
......
我的机器能支持1280x1024，选择的是7，
自己根据自己机器的情况来决定。
设置分辨率，能使得屏幕在全屏显示下更清晰漂亮
注意，这的分辨率适用于全屏显示，
很多人可能习惯用窗口模式来操作虚拟系统（比如我），
那么就应该把分辨率设置得小些，比如800x600。
至此，VMwareTools就安装成功了，
需要重启一下虚拟机，使配置生效。
实验四Makefile文件的编写
实验目的
1、正确理解Makefile文件
2、学会使用Vi编写Makefile文件
实验内容
本次实验使用RedhatLinux9.0操作系统环境,安装ARM-Linux的开发库及编译器。
创建
一个新目录，并在其中编写hello.c和Makefile文件。
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