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manman，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.tgztarczflinux-2.4.x.tgzlinux-2.4.xc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!”*/#includestdio.h/*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）break21Gdb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