《ARM嵌入式Linux系统开发》实验指导书.docx

1、ARM嵌入式Linux系统开发实验指导书ARM嵌入式Linux系统开发实 验 指 导 书陈靖 编 写适用专业：09级嵌入式专业闽江学院 计算机科学 系2010年 7月目 录实验一 Linux 常用工具实验 1实验二 Makefile 实验 10实验三 驱动程序结构实验 19实验四 I/O 口驱动实验 24实验五 USB 驱动配置实验 34实验六 webserver 的移植与网络通讯实验 45 实验一 Linux 常用工具实验实验学时：2实验类型：验证实验要求：必修【实验目的】1、了解minicom 配置串口通信参数的过程，掌握利用minicom 进行传输文件方法2、了解网络文件系统nfs 的配

2、置，掌握利用nfs 进行文件的传输和异地运行目标板程序3、掌握ftp 的使用方法【实验原理】（一）、minicom 的使用1、串口通信参数的设置首先运行minicom，由于minicom 是通过串口来工作的，所以要通过minicom 程序来对串口通信参数进行设置。启动minicom 的设置窗口：在linux 的终端中输入“minicom s”,然后，按下回车键。rootlocalhost root# minicom s“-s”选项调出配置信息。下面显示的就是配置的菜单。有关串口通信选项的含义：Filenames and paths：选择需要传输的文件和路径File transfer proto

3、cols：选择传输文件的通信协议Serial port setup：设置串口通信参数Save setup as dfl：将设置好的各项参数保存为dflSave setup as：将设置好的各项参数保存为自定义的文件名Exit：退出返回到minicom 设置好后的终端Exit from Minicom：从minicom 命令中退出返回Linux 终端将光标移到Serial port setup，按回车键会弹出串口通信参数的配置菜单。（1）、串口通信口的选择：（A - Serial Device）接A键把光标移动到Serial Device。如果串口线连在PC 机的串口1 上，则把Serialde

4、vice 设置为/dev/ttyS0。如果连在串口2 上，则把Serial device 设置为/dev/ttyS1，然后按下回车键。（2）、串口参数的设置（E - Bps/Par/Bits）按E键来设置通信波特率、数据位、奇偶校验位和停止位。可以通过按下不同的键来设置通信参数。例如XSBase270 平台需要把波特率设为115200，数据位设为8，奇偶校验位设为无，停止位设为1。可以分别通过按I、V、L、W键设置波特率、数据位、奇偶校验位和停止位。设置完后按Esc返回。（3）、数据流的控制选择（F - Hardware Flow Control、G - Software Flow Contr

5、ol）按F键可以完成硬件流控制切换，即完成Yes与No之间的切换。按G键完成软件流控制切换，即完成Yes与No之间的切换。下图显示的是串口配置好的后完整信息。（4）、设置参数的保存与退出配置完成后，按下“Esc”键，将会出现下图的配置菜单。选择“Save setup as dfl”按ENTER 键来保存，当配置保存后，按下“Esc”键完成设置。当minicom 窗口出现后，重起XSBase270 将会看到启动信息。如果没有出现启动信息，请检查mincom 的设置和线缆连接是否有错。2、利用串口通信文件传输在与目标板连接后，可以通过串口下传一些文件到目标板，具体操作步骤如下：（1）、在与目标正确

6、连接后，进入root51board,按下CTRLA 键后，再按Z 键，系统调出minicom 的命令选项菜单；其中Send files 和Receive files 两项负责文件数据的传输，所用命令使用热键进行激活。如上传文件只需按S 键。（2）、当向目标板上传文件时，按S 键，系统弹出串口通信协议选项，利用方向键选中zmodem传输协议，按回车键，进入文件选择菜单。（3）、文件传输文件选择菜单弹出后，利用空格键选中需要上传的文件，一次可以选择多个文件，选好需要传输的文件后按回车键，便可以进行文件数据传输。当数据传输完毕，系统会弹出传输完毕提示菜单（如下图所示）。二、网络文件系统nfs 的配置

7、网络文件系统nfs 可以将PC 机上的一部分文件系统作为目标机的资源，这样可以弥补目标机存储空间的不足。在使用网络文件之时，应对网络文件配置进行一定的设置。1、主机（host）的设置：在主机/mnt 目录下创建nfs 目录，并利用文本编辑器编辑修改/etc/exports 文件，增加如下内容：/mnt/nfs (rw,no_root_squash)将主机的/mnt/nfs 目录设置为能够通过网络文件系统访问可读写的目标，2、重新启动nfsrootlocal$ /etc/rc.d/init.d/nfs stoprootlocal$ /etc/rc.d/init.d/nfs start3、目标机设

8、置（假设主机的IP 地址为192.168.1.12）root51Board$ portmaproot51Board$ mount t nfs 192.168.1.12:/mnt/nfs /mnt上述设置实现将主机上的/mnt/nfs 目录挂载到目标机的/mnt 目录下，并作为目标机文件系统的一部分。这时，可以将需要传输的文件或需要运行的程序保存在主机的/mnt/nfs 目录下，然后在目标机对主机/mnt/nfs 上的文件进行运行或复制等相应的处理。三、ftp 文件传输文件传输协议ftp（File Transimit Protocol）利用以太网实现文件的传输。ftp 相对于串口传输文件来说，传

9、输速度快，所以上传比较大的文件一般采用ftp 来实现，需要上传的文件应保存到主机的/var/ftp/pub 目录下。下面具体介绍ftp 文件传输过程（假设主机的IP 地址为192.168.0.100）。(ftp 的具体其他用法可以在linux 终端提示符输入man ftp 查看)1、在目标板的调试终端输入ftp 命令root51Board$ ftp 192.168.0.1002、输入用户名和密码：用户采用匿名登陆网络（anonymous），无需输入密码。如果用户需要采用其他的用户名登陆，必须修改（脚本）3、当用户名和密码都正确后，在调试终端显示登陆成功信息和ftp 提示符，如图所示。4、文件传

10、输：ftp 提示符下利用cd 命令转到主机的pub 目录下，利用get 命令上传需要传输的文件。假设需要上传的文件为facedect（确保文件保存在主机的/var/ftp/pub 目录下）ftpget facedect文件传输完毕后，ftp 输出成功信息和被传输文件的字节数。（如图所示）【实验仪器】1、装有Linux 操作系统的PC 机一台；2、XSBase270 或XSBase255 ARM 实验开发平台一套【实验内容】一、minicom 的使用实验内容1、将目标机与PC 机相连，利用minicom s 正确设置串口的参数，启动目标机，记录PC机显示的内容2、关闭目标板，利用minicom

11、s 重新设置串口参数，启动目标机，记录PC 机显示的现象3、用file命令查看root目录下的hello 应用程序的属性并记录。然后利用串口通信向目标机下传root目录下的hello 应用程序，同时运行该应用程序。记录文件下载的目标板目录和下载文件的基本步骤。二、网络文件系统nfs 的配置及应用实验内容1、通过网络文件系统的配置将主机的其他目录（如/root/Emdoor 目录），并挂载到目标机上，记录设置的步骤。2、用file命令查看root目录下的hello-arm 应用程序的属性并记录。然后将主机root目录下的ARM 程序hello-arm 复制到主机的网络文件系统目录上，在目标机的挂

12、载目录运行该程序，记录此次运行结果并与hello的运行结果比较写出你的结论3、将目标机其他目录上的文件复制到网络文件系统挂载的目录上，然后到主机上查看文件是否完成传输。4、将主机上其他目录上的文件复制到网络文件系统挂载的目录上，然后到目标机挂载网络文件系统的目录中将该文件复制到目标机其他目录上，重新启动目标机系统查看文件是否复制成功。最后写出你的结论。三、ftp 实验内容1、将example 目录下的文件cxcore.lib 文件通过ftp 直接传输到目标板的/usr/lib 目录下，记录通过ftp 传输文件的基本步骤，并与通过串口传输文件进行比较，写下你的结论。2、将目标板中/usr/lib

13、 目录下的一个文件传输到主机上，记录传输的基本步骤和文件传输所在的目录。【思考题】1、一目标平台通过串口与PC 机连接后，用户启动目标平台时发现串口终端出现乱码，请分析串口终端产生乱码的原因。2、某同学想利用ftp 进行文件传输，他已经设定主机平台的IP 地址为192.168.0.100，可在串口终端输入ftp 192.168.0.100 时，出现ftp：connect：Connection refused 错误，请分析产生错误的原因。3、参考ftp 适应文档，分析在ftp 方式下如何使用linux 下如mkdir 等常用命令。【实验报告要求】以书写形式记录下每一个实验内容，包括输入若干信息、

14、遇到的问题和解决方法；并回答思考题。实验二 Makefile 实验实验学时：2实验类型：验证实验要求：必修【实验目的】1、了解Makefile 的基本概念和基本结构2、初步掌握编写简单Makefile 的方法3、了解递归Make 的编译过程4、初步掌握利用GNU Make 编译应用程序的方法【实验原理】在Linux 或Unix 环境下，对于只含有几个源代码文件的小程序（如hello.c）的编译，可以手工键入gcc 命令对源代码文件逐个进行编译；然而在大型的项目开发中，可能涉及几十到几百个源文件，采用手工键入的方式进行编译，则非常不方便，而且一旦修改了源代码，尤其头文件发生了的修改，采用手工方式

15、进行编译和维护的工作量相当大，而且容易出错。所以在Linux 或Unix 环境下，人们通常利用GNU make 工具来自动完成应用程序的维护和编译工作。实际上，GNU make 工具通过一个称为Makefile 的文件来完成对应用程序的自动维护和编译工作。Makefile 是按照某种脚本语法编写的文本文件，而GNU make 能够对Makefile 中指令进行解释并执行编译操作。Makefile 文件定义了一系列的规则来指定哪些文件需要先编译，哪些文件需要后编译，哪些文件需要重新编译，甚至于进行更复杂的功能操作。GNU make 工作时的执行步骤如下：1、读入所有的Makefile。2、读入被

16、include 的其它Makefile。3、初始化文件中的变量。4、推导隐晦规则，并分析所有规则。5、为所有的目标文件创建依赖关系链。6、根据依赖关系，决定哪些目标要重新生成。7、执行生成命令。1-5 步为第一个阶段，6-7 为第二个阶段。第一个阶段中，如果定义的变量被使用了，那么，make 会把其展开在使用的位置。但make 并不会完全马上展开，make 使用的是拖延战术，如果变量出现在依赖关系的规则中，那么仅当这条依赖被决定要使用了，变量才会在其内部展开。下面对makefile 的相关问题进行简单介绍：1、Makefile 的基本结构Makefile 的一般结构：target ：depen

17、dency command 结构中各部分的含义：（1）、target（目标）：一个目标文件，可以是Object 文件，也可以是执行文件。还可以是一个标签（Label）。（2）、dependency（依赖）：要生成目标文件（target）所依赖哪些文件（3）、command（命令）：创建项目时需要运行的shell 命令（注：命令（command）部分的每行的缩进必须要使用Tab 而不能使用多个空格）。Makefile 实际上是一个文件的依赖关系，也就是说， target 这一个或多个的目标文件依赖于dependency 中的文件，其生成规则定义在命令command 中。如果依赖文件（depend

18、ency）中有一个以上的文件比目标（target）文件要新的话，shell 命令（command）所定义的命令就会被执行。这就是Makefile 的规则。也就是Makefile 中最核心的内容。例如，假设有一个C 源文件test.c，该源文件包含有自定义的头文件test.h，则目标文件test.o 明确依赖于两个源文件：test.c 和test.h。如果只希望利用gcc 命令来生成test.o 目标文件，这时，就可以利用如下的makefile 来定义test.o 的创建规则：#This makefile just is a example.test.o: test.c test.hgcc c

19、test.c从上面的例子注意到，第一个字符为#的行表示注释行。第一个非注释行指定test.o 为目标，并且依赖于test.c 和test.h 文件。随后的行指定了如何从目标所依赖的文件建立目标。当test.c 或test.h 文件在编译之后又被修改，则make 工具可自动重新编译test.o，如果在前后两次编译之间，test.c 和test.h 均没有被修改，而且test.o 还存在的话，就没有必要重新编译。这种依赖关系在多源文件的程序编译中尤其重要。通过这种依赖关系的定义，make工具可避免许多不必要的编译工作。一个makefile 文件中可定义多个目标，利用make target 命令可指

20、定要编译的目标，如果不指定目标，则使用第一个目标。通常，makefile 中定义有clean 目标，可用来清除编译过程中的中间文件# This makefile just is a example.test.o: test.c test.hgcc -c test.cclean:rm -f *.o运行make clean 时，执行rm f *.o 命令，删除编译过程中生成的所有中间文件。2、Makefile 的基本内容Makefile 一般包括包含：显式规则、隐晦规则、变量定义、文件指示和注释等五个内容。（1）、显式规则：显式规则说明如何生成一个或多个的目标文件。这是由Makefile 的书写者

21、明显指出，要生成的文件，文件的依赖文件，生成的命令。（2）、变量定义。在Makefile 中可以定义一系列的变量，变量一般都是字符串，当Makefile被执行时，变量的值会被扩展到相应的引用位置上。（3）、隐含规则：由于GNU make 具有自动推导功能，所以隐晦规则可以比较粗糙地简略地书写Makefile，然后由GNU make 的自动推导功能完成隐晦规则的内容。（4）、文件指示。其包括了三个部分，一个是在一个Makefile 中引用另一个Makefile，就像C 语言中的include 一样；另一个是指根据某些情况指定Makefile 中的有效部分，就像C 语言中的预编译#if 一样；还有

22、就是定义一个多行的命令。（5）、注释。Makefile 中只有行注释，和UNIX 的Shell 脚本一样，其注释是用“#”字符，如果你要在你的Makefile 中使用“#”字符，可以用反斜框进行转义，如：“#”。2.1 Makefile 中的变量（1）、Makefile 中定义的变量，与C/C+语言中的宏一样，代表一个文本字串，在Makefile被执行时候变量会自动地展开在所使用的地方。Makefile 中的变量可以使用在“目标”，“依赖目标”，“命令”或Makefile 的其它部分中。（2）、Makefile 中变量的命名字可以包含字符、数字，下划线（可以是数字开头），但不应该含有“:”、“

23、#”、“=”或是空字符（空格、回车等）。（3）、Makefile 中变量是大小写敏感的，“foo”、“Foo”和“FOO”是三个不同的变量名。传统的Makefile 的变量名是全大写的命名方式（4）、变量在声明时需要给予初值，而在使用时，需要在变量名前加上“$”符号# makefile test for hello program#written by EmdoorCC=gccCFLAGS=OBJS=hello.oall: hellohello: $(OBJS)$(CC) $(CFLAGS) $(OBJS) o hellohello.o: hello.c$(CC) $(CFLAGS) c he

24、llo.c o $(OBJS)clean:rm rf hello *.o上面自定义变量OBJS 表示hello.o，当makefile 被执行时，变量会在使用它的地方精确地展开，就像C/C+中的宏一样。上述makfile 变量展开后的形式为：# makefile test for hello program#written by EmdoorCC=gccCFLAGS=OBJS=hello.oall: hellohello: hello.ogcc hello.o o hellohello.o: hello.cgcc c hello.c o hello.oclean:rm rf hello *.o

25、GNU make 的主要预定义变量GNU make 有许多预定义的变量，这些变量具有特殊的含义，可在规则中使用。以下给出了一些主要的预定义变量，除这些变量外，GNU make 还将所有的环境变量作为自己的预定义变量。$ 表示规则中的目标文件集。在模式规则中，如果有多个目标，那么，$就是匹配于目标中模式定义的集合。$% 仅当目标是函数库文件中，表示规则中的目标成员名。例如，如果一个目标是foo.a(bar.o)，那么，$%就是bar.o，$就是foo.a。如果目标不是函数库文件（Unix下是.a，Windows 下是.lib），那么，其值为空。$ 依赖目标中的第一个目标名字。如果依赖目标是以模式

26、（即%）定义的，那么$将是符合模式的一系列的文件集。注意，其是一个一个取出来的。$? 所有比目标新的依赖目标的集合。以空格分隔。$ 所有的依赖目标的集合。以空格分隔。如果在依赖目标中有多个重复的，那个这个变量会去除重复的依赖目标，只保留一份。$+ 这个变量很像$，也是所有依赖目标的集合。只是它不去除重复的依赖目标。命令的变量。AR 函数库打包程序。默认命令是“ar”。AS 汇编语言编译程序。默认命令是“as”。CC C 语言编译程序。默认命令是“cc”。CXX C+语言编译程序。默认命令是“g+”。CO 从RCS 文件中扩展文件程序。默认命令是“co”。CPP C 程序的预处理器（输出是标准输

27、出设备）。默认命令是“$(CC) E”。FC Fortran 和Ratfor 的编译器和预处理程序。默认命令是“f77”。GET 从SCCS 文件中扩展文件的程序。默认命令是“get”。LEX Lex 方法分析器程序（针对于C 或Ratfor）。默认命令是“lex”。PC Pascal 语言编译程序。默认命令是“pc”。YACC Yacc 文法分析器（针对于C 程序）。默认命令是“yacc”。YACCR Yacc 文法分析器（针对于Ratfor 程序）。默认命令是“yacc r”。MAKEINFO 转换Texinfo 源文件（.texi）到Info 文件程序。默认命令是“makeinfo”。T

28、EX 从TeX 源文件创建TeX DVI 文件的程序。默认命令是“tex”。TEXI2DVI 从Texinfo 源文件创建军TeX DVI 文件的程序。默认命令是“texi2dvi”。WEAVE 转换Web 到TeX 的程序。默认命令是“weave”。CWEAVE 转换CWeb 到TeX 的程序。默认命令是“cweave”。TANGLE 转换Web 到Pascal 语言的程序。默认命令是“tangle”。CTANGLE 转换CWeb 到C。默认命令是“ctangle”。RM 删除文件命令。默认命令是“rm f”。命令参数变量：下面的这些变量都是相关上面的命令的参数。如果没有指明其默认值，那么其

29、默认值都是空。ARFLAGS 函数库打包程序AR 命令的参数。默认值是“rv”。ASFLAGS 汇编语言编译器参数。（当明显地调用“.s”或“.S”文件时）。CFLAGS C 语言编译器参数。CXXFLAGS C+语言编译器参数。COFLAGS RCS 命令参数。CPPFLAGS C 预处理器参数。（ C 和Fortran 编译器也会用到）。FFLAGS Fortran 语言编译器参数。GFLAGS SCCS “get”程序参数。LDFLAGS 链接器参数。（如：“ld”）LFLAGS Lex 文法分析器参数。PFLAGS Pascal 语言编译器参数。RFLAGS Ratfor 程序的For

30、tran 编译器参数。YFLAGS Yacc 文法分析器参数。2.2 隐含规则GNU make 包含有一些内置的或隐含的规则，这些规则定义了如何从不同的依赖文件建立特定类型的目标。GNU make 支持两种类型的隐含规则：（1）、后缀规则（Suffix Rule）。后缀规则是定义隐含规则的老风格方法。后缀规则定义了将一个具有某个后缀的文件（例如，.c 文件）转换为具有另外一种后缀的文件（例如，.o 文件）的方法。每个后缀规则以两个成对出现的后缀名定义，例如，将.c 文件转换为.o 文件的后缀规则可定义为：.c.o:$(CC) $(CCFLAGS) $(CPPFLAGS) -c -o $ $（2）、模式规则（pattern rules）。这种规则更加通用，因为可以利用模式规则定义更加复杂的依赖性规则。模式规则看起来非常类似于正则规则，但在目标名称的前面多了一个% 号，同时可用来定义目标和依赖文件之间的关系，例如下面的模式规则定义了如何将任意一个X.c 文件转换为X.o 文件：