嵌入式系统实验报告(华中科技大学)

课程实验报告实验名称：嵌入式系统实验专业班级：计算机科学与技术x班学号：Ux姓名：x合作者：x实验时间：xxxx年xx月xx日计算机科学与技术学院试验一：bootloader(ads、引导)一、实验任务1、熟悉ADS1.2开发工具创建、编译、下载、调试工程2、串口通讯串口控制器初始化、收/发数据3、配置主机端的nfs服务器配置主机端的nfs服务器，以连接linux核心4、下载并运行linux核心使用自己的串口程序下载并运行linux核心二、实验内容编写串口接收数据函数编写串口发送数据函数学习ads、jtag调试、flash烧写打印菜单，等待用户输入下载并运行linux核心配置主机的nfs服务器，与linux核心连接三、实验步骤1.编写串口接收数据函数编写串口发送数据函数修改bootloader：菜单、串口收发、命令行；接收串口数据并做相应处理：while(1){打印菜单并等待用户输入;switch(ch)//根据用户输入做相应处理{case'1':imgsize=xmodem_receive((char*)KERNEL_BASE,MAX_KERNEL_SIZE);if(imgsize==0)//下载出错;else//下载成功;break;case'3':nand_read((unsignedchar*)KERNEL_BASE,0x00030000,4*1024*1024);case'2':BootKernel();//这里是不会返回的，否则出错;break;default:break;}}Bootloader的main()函数打印菜单：intmain(void){ARMTargetInit();//目标板初始化;//接收用户命令，传递linux核心；Uart_puts(Menu:\n\r);Uart_puts(1.LoadkernelviaXmodem;\n\r);Uart_puts(2.Bootlinux;\n\r);Uart_puts(3.Loadkernelfromflashandboot;\n\r);Uart_puts(Makeyourchoice.\n\r);do{ch=Uart_getc();}while(ch!='1'&&ch!='2'&&ch!='3');return0;}串口读写：voidUart_putc(charc){while(!SERIAL_WRITE_READY());((UTXH0)=(c));}unsignedcharUart_getc(){while(!SERIAL_CHAR_READY());returnURXH0;}2.使用ads1.2编译bootloader；3.使用uarmjtag下载、调试bootloader；4.使用axd查看变量、内存，单步跟踪；5.配置超级终端，与bootloader通讯；6.配置nfs；编辑/etc/export文件：/home/arm_os/filesystem/rootfs目标板ip(rw,sync)/home/arm_os/filesystem/rootfs主机ip(rw,sync)启动nfs服务器：/etc/init.d/nfsrestart测试nfs服务器是否正常运行：mount主机ip:/home/arm_os/filesystem/rootfs/mnt7.以root用户启动cutecom，将cutecom配置改为115200bps，8位，1位停止位，无校验，xmodem，nolineend；8.使用bootloader重新下载Linux核心映像，启动核心运行后，察看是否成功加载nfs上的root文件系统；9.启动Linux核心运行，察看结果；10.linux核心能够运行到加载root步骤，说明bootloader正常运行；11.将bootloader烧写到flash中，重启目标板电源，察看bootloader是否烧写正常，下载核心测试；目标板linux系统正常运行到命令行模式下，能够正常输入linux命令，说明实验成功。四、实验过程中遇到的问题及解决方案问题一：打开dubug，下载zImage失败，调试时发现下载失败原因是发生错误程序写为无限循环。解决方法：重新做了很多遍，仍然失败，最终发现同样的bootloader初始化及同样的下载操作在别的机器中能够正常运行，最终换了试验台终于成功地下载了核心映像。问题二：实验中虽然下载完成，但是在cutecom中并没有显示成功下载映像，没有出现#号不能进入命令行模式，不能够进行后续的操作。解决方法：因为不明白错误出现的原因，向老师提出疑问，经老师指点，发现linux系统中网络连接处没有网络连接，通过重新配置了ip地址，最终成功下载了核心映像。试验二：linuxkernel(gcc、make)一、实验任务1、熟悉基本的linux命令文件操作、文件编辑串口工具、程序开发2、配置linux核心makemenuconfig3、交叉编译linux核心makezImage二、实验内容熟悉基本的linux命令配置linux核心交叉编译linux核心调试自己编译的核心挂载nfs上的root（根目录）编写一个小程序在目标板上运行三、实验步骤1.登陆linux系统，在终端进入管理员模式；2.解压缩源码包到/home/下；3.察看解压缩后的/home/arm_os目录：Linux核心、编译器、rootfs等；4.配置并测试nfs；5.配置cutecom：115200，XModem，Nolineend；6.配置核心：makemenuconfig；7.编译核心：make；8.下载并运行核心，加载root文件系统；9.重新设置cutecom为LFlineend；熟悉基本的Linux命令；10.编写一个小程序hello.c在目标板上运行，察看结果。#includestdio.hIntmain(){Printf(“hello”);Return0;}四、实验中遇到的主要问题及解决方法问题1：写成的hello.c程序用gcc编译之后不能在目标板上运行。解决方法：通过请教老师才知道编译的命令不对，此实验板需要通过用arm-gcc-linux进行交叉编译，而不是用gcc，得到的可执行文件可以用命令./hello成功运行。试验三：linuxdriver(uart)一、实验任务1、Linux驱动编程基本接口常用函数2、串口驱动申请中断处理串口数据读、写二、实验内容编写串口驱动初始化、释放函数；编写串口驱动接收数据函数；编写串口驱动发送数据函数；编写串口驱动中断处理函数；编写串口访问应用程序；使用模块方式编译驱动；使用模块方式调试驱动；实现基本的串口数据收发。三、实验步骤1．编写初始化、释放函数：uart_init、uart_exit、uart_open、uart_release分别实现串口设备初始化、释放、打开、关闭串口设备初始化函数：intret;dev_tdevno=MKDEV(uart_major,0);if(uart_major){ret=register_chrdev_region(devno,1,uart);}else{ret=alloc_chrdev_region(&devno,0,1,uart);uart_major=MAJOR(devno);}if(ret0){printk(Registerchrdevregionfailed!\n);returnret;}cdev_init(&uart_cdev,&uart_fops);ret=cdev_add(&uart_cdev,devno,1);if(ret){printk(Addcdevicefailed!\n);returnret;}uart=ioremap(S3C2410_PA_UART1,0x4000);device_init();ret=request_irq(IRQ_S3CUART_RX1,irq_rev_uart,IRQF_DISABLED,uart,NULL);if(ret){printk(Requestirqfailed!\n);returnret;}loop_buffer_init(&readb,UART_SIZE);printk(Uartmoduleinit.\n);return0;串口设备释放函数：loop_buffer_free(&readb);free_irq(IRQ_S3CUART_RX1,NULL);cdev_del(&uart_cdev);unregister_chrdev_region(MKDEV(uart_major,0),1);printk(Uartmoduleexit.\n);2.编写串口驱动接收数据函数、发送数据函数、中断处理函数：irq_rev_uart、uart_write、uart_read，实现串口设备中断处理、读、写；串口设备中断处理函数：charc;while(!(__raw_readb(uart+S3C2410_UTRSTAT)&0x1));c=(char)__raw_readl(uart+S3C2410_URXH);loop_buffer_add(&readb,c);return0;串口设备读函数：inti=0;if(*ppos=UART_SIZE)return-EIO;if(*ppos+sizeUART_SIZE)size=UART_SIZE-*ppos;do{charc;if(!loop_buffer_del(&readb,&c)){copy_to_user(buf+i,&c,1);i++;}elseschedule_timeout(10);}while(isize);returnsize;串口设备写函数：inti;charwmem[UART_SIZE];if(*ppos=UART_SIZE)return-EIO;if(*ppos+sizeUART_SIZE)size=UART_SIZE-*ppos;copy_from_user(wmem,buf,size);for(i=0;isize;i++){while(!(__raw_readl(uart+S3C2410_UTRSTAT)&0x4));__raw_writel(*(wmem+i),uart+S3C2410_UTXH);}returnsize;串口访问应用程序：#includestdio.h#includefcntl.hintmain(){intuart_fd,i;charc;uart_fd=open(/dev/uart,O_RDWR);if(uart_fd0){printf(Opendeviceerror!\n);return-1;}for(i=0;i50;i++){read(uart_fd,&c,1);printf(%c,c);write(uart_fd,&c,1);if(c=='q')break;}close(uart_fd);return0;}3.用模块方式编译Linux核心，生成uart.ko，启动目标板Linux核心，用insmod、rmmod等命令操作模块；用printk打印调试串口驱动，包括中断相应，读写等；4.编写应用程序：uart.c，实现打开串口设备、读写等，把主机端由cutecom发过来的串口数据回传给主机；5.将目标板上串口线连到串口1；6.编译应用程序uart.c，实现和主机间的串口通讯。四、实验中遇到的问题及解决方法问题1：由于模块化编译方法不太了解，对其过程不清楚。解决方法：向老师提出疑问后才知道首先修改uart.c中的波特率，然后拷贝驱动：/home/arm_os/test/st/test3/driver/下的makefile和uart.c拷贝到：/home/arm_os/kernel/linux-2.6.29.8/driver/char下，再拷贝应用程序：把:/home/arm_os/test/st/tesT3/下的makefile和uart.c拷贝到自己的文件夹，用于测试。问题2：前面步骤都