嵌入式linux開發(fā)環(huán)境課件

單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級蘇丹紅阿薩德發(fā)送到發(fā)射點發(fā)撒到發(fā)射點發(fā)射到發(fā)射點發(fā)as到發(fā)射點發(fā)as到發(fā)射點發(fā)as到發(fā)射點發(fā),第三級撒到發(fā)射點發(fā)as到發(fā)射點發(fā)撒到發(fā)射點發(fā)阿道夫撒旦法撒到發(fā)射點發(fā),第四級sfeeeeeeeeeeeee撒到發(fā)射到發(fā)射點發(fā)阿薩德發(fā)送到發(fā)射點發(fā)阿薩德發(fā)送到發(fā)射點發(fā)as到發(fā)射點發(fā)as到發(fā)射點發(fā)as到發(fā)射點發(fā)as到發(fā)射點發(fā),第五級撒到發(fā)射點發(fā)射到發(fā)射點發(fā)撒到發(fā)射點發(fā)斯蒂芬阿斯蒂芬,單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級蘇丹紅阿薩德發(fā)送到發(fā)射點發(fā)撒到發(fā)射點發(fā)射到發(fā)射點發(fā)as到發(fā)射點發(fā)as到發(fā)射點發(fā)as到發(fā)射點發(fā),第三級撒到發(fā)射點發(fā)as到發(fā)射點發(fā)撒到發(fā)射點發(fā)阿道夫撒旦法撒到發(fā)射點發(fā),第四級sfeeeeeeeeeeeee撒到發(fā)射到發(fā)射點發(fā)阿薩德發(fā)送到發(fā)射點發(fā)阿薩德發(fā)送到發(fā)射點發(fā)as到發(fā)射點發(fā)as到發(fā)射點發(fā)as到發(fā)射點發(fā)as到發(fā)射點發(fā),第五級撒到發(fā)射點發(fā)射到發(fā)射點發(fā)撒到發(fā)射點發(fā)斯蒂芬阿斯蒂芬,嵌入式linux開發(fā)環(huán)境,嵌入式linux開發(fā)環(huán)境,教學回顧,linux下的編譯器,linux下的調(diào)試器,make工具,教學回顧linux下的編譯器,教學內(nèi)容,嵌入式系統(tǒng),嵌入式linux系統(tǒng),開發(fā)模式,交叉編譯,交叉調(diào)試,教學內(nèi)容嵌入式系統(tǒng),教學要求,掌握交叉編譯器的安裝及相關(guān)工具的使用,掌握交叉調(diào)試,掌握目標板與主機的通信方法,教學要求掌握交叉編譯器的安裝及相關(guān)工具的使用,嵌入式系統(tǒng),嵌入式系統(tǒng),以應(yīng)用為中心，以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件可裁剪，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗等嚴格要求的,專用計算機系統(tǒng),。,嵌入式系統(tǒng)的幾個重要特征,低功耗、體積小，專用性強,軟件固化在存儲器芯片,硬件和軟件剪裁,代碼質(zhì)量要求很高,專門的開發(fā)工具和開發(fā)環(huán)境,嵌入式系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng),嵌入式系統(tǒng)與PC機的比較（1）,設(shè)備名稱嵌入式系統(tǒng)PC機,CPU嵌入式處理器CPU（Intel的Pentium,（ARM，MIPS）AMD的Athlon等）,內(nèi)存SDRAM,DDR芯片SDRAM，DDR內(nèi)存條,存儲設(shè)備Flash芯片硬盤,輸入設(shè)備 按鍵、觸摸屏 鼠標、鍵盤,傳感器,輸出設(shè)備LCD顯示器,聲音設(shè)備音頻芯片聲卡,接口MAX232等芯片主板集成,其他設(shè)備USB芯片、主板集成或外接卡,網(wǎng)卡芯片,嵌入式系統(tǒng)與PC機的比較（1）設(shè)備名稱嵌入式系統(tǒng)PC,嵌入式系統(tǒng)與PC機的比較（2）,名稱嵌入式系統(tǒng)PC機,引導代碼Bootloader引導，主板的BIOS引導，無須,針對不同電路板進行移植改動,操作系統(tǒng)WinCE、VxWorks、Linux等Windows、Linux等,需要移植 不需要移植,驅(qū)動程序必須針對電路板進行移植從網(wǎng)上下載直接使用,協(xié)議棧需要移植操作系統(tǒng)包括,開發(fā)環(huán)境交叉編譯在本機就可開發(fā)調(diào)試,仿真器需要不需要,嵌入式系統(tǒng)與PC機的比較（2）名稱嵌入式系統(tǒng)PC機,現(xiàn)今，嵌入式開發(fā)分類,基于,單片機,開發(fā)；,基于專用集成電路的,板級,系統(tǒng),設(shè)計,；根據(jù)需求利用現(xiàn)有的,IC(CPU、RAM、flash)等設(shè)計電路板，在板中移植操作系統(tǒng)，開發(fā)應(yīng)用程序。,片上系統(tǒng),（,System On Chip,SOC）；在單芯片上集成數(shù)字信號處理器、微控制器、存儲器、接口電路等模塊，即芯片設(shè)計；講求軟硬件協(xié)調(diào)開發(fā)。,現(xiàn)今，嵌入式開發(fā)分類基于單片機開發(fā)；,嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu),嵌入式系統(tǒng)一般包括,硬件,和,軟件,兩部分,這里的硬件是以一個高性能的處理器（通常是,32位處理器）為基礎(chǔ)；,軟件是以一個多任務(wù)操作系統(tǒng)為基礎(chǔ)的綜合平臺,這樣一個軟、硬件平臺是單片機無法比擬的，可稱之為“嵌入式系統(tǒng)”。,嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)嵌入式系統(tǒng)一般包括硬件和軟件兩部分,（1）嵌入式硬件平臺,其他外設(shè),SDRAM,Flash,外部總線,控制器,SDRAM,控制器,時鐘,復位,中斷,控制器,處理器核,片上系統(tǒng),（1）嵌入式硬件平臺其他外設(shè)SDRAMFlash外部總線SD,（2）嵌入式系統(tǒng)軟件,嵌入式軟件可以分為兩大類：,系統(tǒng)軟件：控制和管理嵌入式系統(tǒng)資源，一般是內(nèi)核。,應(yīng)用軟件：在系統(tǒng)軟件之上，如,GUI（圖形界面），網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器軟件等。,（2）嵌入式系統(tǒng)軟件嵌入式軟件可以分為兩大類：,（2）嵌入式軟件結(jié)構(gòu),應(yīng)用程序,硬件平臺,嵌入式軟件,內(nèi)核子程序（進程調(diào)度、,內(nèi)存管理、文件系統(tǒng)、,網(wǎng)絡(luò)、進程間通信）,動態(tài)庫,BSP包（驅(qū)動程序）,系統(tǒng)調(diào)用,內(nèi)核軟件,（2）嵌入式軟件結(jié)構(gòu)應(yīng)用程序硬件平臺嵌入式軟件內(nèi)核子程序（進,嵌入式軟件開發(fā),嵌入式應(yīng)用開發(fā)過程,一個嵌入式應(yīng)用項目的開發(fā)過程是一個硬件和軟件設(shè)計的綜合過程，是一個系統(tǒng)設(shè)計過程，主要經(jīng)歷以下步驟：,硬件設(shè)計與實現(xiàn),引導加載程序的設(shè)計,操作系統(tǒng)的移植（主要是驅(qū)動程序移植）,應(yīng)用程序的設(shè)計,系統(tǒng)調(diào)試，樣機交付,其中，引導加載程序，操作系統(tǒng)移植，應(yīng)用程序設(shè)計是軟件設(shè)計，具有自己的特點。,嵌入式軟件開發(fā)嵌入式應(yīng)用開發(fā)過程,嵌入式linux系統(tǒng),軟件平臺,由,linux內(nèi)核等多個開源軟件構(gòu)成的自定義系統(tǒng),嵌入式linux系統(tǒng)軟件平臺,嵌入式Linux的分區(qū)內(nèi)容,分區(qū)1 bootloader,分區(qū)2 內(nèi)核,分區(qū)3 系統(tǒng)軟件,bootloader,rootfs,Kernel,extfs,Uboot,.,bin,Uboot,_,4412,源碼,uboot,源碼,Kernel,硬件手冊,4.4,源碼,Rootfs,.,img,Rootfs,Busybox,系統(tǒng)文件,(,etc,、,dev,),燒寫工具,軟件,Cross,-,compiler,Binutils,Cross,.,ta,r,.,bz,2,Gcc,Glibc,4,.,4,_,4412,patch,Rootfs,.,img,mkfs,工具,嵌入式Linux的分區(qū)內(nèi)容分區(qū)1 bootloader 分區(qū),嵌入式linux系統(tǒng)的組成,從上面的分區(qū)圖，可以看出嵌入式linux系統(tǒng)的組成：,bootloader,bootloader是一個統(tǒng)稱，指的是在內(nèi)核啟動前運行的一小段代碼。,linux內(nèi)核,操作系統(tǒng)內(nèi)核,根文件系統(tǒng)（系統(tǒng)工具）,用戶使用時，必要的工具。,嵌入式linux系統(tǒng)的組成從上面的分區(qū)圖，可以看出嵌入式li,嵌入式linux軟件開發(fā)的特點,需要交叉編譯,硬件平臺處理器較慢，內(nèi)存和外存容量小等等；,把軟件開發(fā)放在高性能的,PC機上進行；,PC機上CPU指令集與嵌入式CPU的指令集是不同的，因此，在PC機上開發(fā)嵌入式軟件需要交叉編譯。,需要移植,由于嵌入式系統(tǒng)是一個軟硬件定制的系統(tǒng)，硬件平臺各不相同，軟件設(shè)計需要根據(jù)不同的硬件設(shè)備來添加或修改相應(yīng)的代碼，這就是移植。,嵌入式linux軟件開發(fā)的特點需要交叉編譯,交叉編譯,程序源碼編譯之后，最終要翻譯成,機器指令,ARM平臺與X86平臺，機器指令是,不一樣,怎么在高性能的X86平臺上編譯出在ARM平臺上運行的程序？,ARM板上安裝一個編譯,在PC上使用軟件模擬一個ARM硬件平臺,交叉編譯,-在PC（X86）機上編譯出ARM平臺運行的程序。,交叉編譯程序源碼編譯之后，最終要翻譯成機器指令,交叉編譯,需要交叉開發(fā)環(huán)境（Cross Development Env）的支持是嵌入式應(yīng)用軟件開發(fā)時的一個顯著特點。,交叉編譯器只是交叉開發(fā)環(huán)境的一部分。,交叉開發(fā)環(huán)境,是指編譯、鏈接和調(diào)試嵌入式應(yīng)用軟件的環(huán)境，它與運行嵌入式應(yīng)用軟件的環(huán)境有所不同，通常采用,宿,主機目標機,模式,。,交叉編譯需要交叉開發(fā)環(huán)境（Cross Development,交叉編譯,宿主機目標板模式,宿主機（Host）是一臺通用計算機，它,通過串口、,usb,接口,或者以太網(wǎng)接口與目標機通信,。宿主機的軟硬件資源比較豐富，能夠大大提高嵌入式應(yīng)用軟件的開發(fā)速度和效率。,目標板（Target），應(yīng)用程序?qū)嶋H運行的平臺，或者是能夠替代實際運行環(huán)境的仿真系統(tǒng)。軟硬件資源通常都比較有限。,交叉編譯宿主機目標板模式,交叉編譯,宿主機目標板模式,首先利用宿主機上豐富的資源和良好的開發(fā)環(huán)境開發(fā)和仿真調(diào)試目標機上的軟件；,然后通過串口、,usb,接口或者以網(wǎng)絡(luò)將交叉編譯生成的目標代碼傳輸并裝載到目標機上，并在監(jiān)控程序或者操作系統(tǒng)的支持下利用交叉調(diào)試器進行分析和調(diào)試；,最后目標機在特定環(huán)境下脫離宿主機單獨運行。,交叉編譯宿主機目標板模式,交叉編譯,GNU交叉工具鏈,toolchain,交叉編譯器，例如arm-linux-gcc,交叉匯編器，例如arm-linux-as,交叉鏈接器，例如arm-linux-ld,用于處理可執(zhí)行程序和庫的一些基本工具。例如arm-linux-strip,交叉編譯GNU交叉工具鏈toolchain,交叉編譯,GNU交叉工具鏈的下載,linux下的GNU交叉編譯器一般有廠家提供，或者可以從網(wǎng)上下載安裝，甚至是自己動手制作一個交叉編譯器。,例如：,我們教學用的一個4.,8,.,2,版本的交叉編譯器：,arm-linux-gcc-4.8.2.tar.bz2,通常開發(fā)板的光碟資料中，也會提供一個交叉編譯器,交叉編譯GNU交叉工具鏈的下載,交叉編譯,交叉編譯器的安裝：,1.解壓安裝包,tar jxvf,arm-linux-gcc-4.8.2.tar.bz2,解壓的文件存放的目錄沒有規(guī)定，一般放在用戶的家目錄,2.添加環(huán)境變量，有兩種方法：,（1）在終端直接使用如下命令：,export PATH=解壓后的路徑/bin:$PATH,特點：終端關(guān)閉，設(shè)置失效,（2）在配置文件/etc/,profile,文件的最后添加：,export PATH=解壓后的路徑/bin:$PATH,特點：linux啟動就設(shè)置；,3.工具鏈安裝完成。,交叉編譯交叉編譯器的安裝：,交叉編譯,GNU交叉工具鏈的常用工具介紹,交叉編譯GNU交叉工具鏈的常用工具介紹,交叉編譯示意圖,交叉編譯示意圖,連接目標飯,連接目標飯,訪問目標板,如何觀察應(yīng)用程序在目標板的運行情況，即查看程序的輸出信息？,通過串口線連接宿主機和目標板。,配置串口做為目標板的輸出設(shè)備。,例如在交叉編譯目標板的linux內(nèi)核時，配置指定終端為串口：,noinitrd root=/dev/mtdblock2 init=/linuxrc,console=ttySAC0,115200,在宿主機上通過,串口通信軟件,查看目標板系統(tǒng)的運行情況。,訪問目標板如何觀察應(yīng)用程序在目標板的運行情況，即查看程序的輸,PC上的串口通信軟件有很多：,超級終端,dnw,putty等等,串口通信工具的配置一般如下：,PC上的串口通信軟件有很多：,下載程序映象到目標板,在pc上交叉編譯后的程序要下載到目標板中運行，下載的方式有很多，主要如下：,通過串口下載,串口下載速度慢，但是實現(xiàn)起來簡單；,通過usb下載,USB下載速度快，但是實現(xiàn)結(jié)構(gòu)比較復雜；,通過TFTP方式下載,通過網(wǎng)口，使用tftp協(xié)議從pc機上的tftp服務(wù)器上下載文件到目標板中,通過掛載NFS方式下載,通過網(wǎng)口，使用nfs協(xié)議從pc上下載文件到目標板中,下載程序映象到目標板在pc上交叉編譯后的程序要下載到目標板中,交叉調(diào)試器,嵌入式軟件開發(fā)過程中的交叉調(diào)試與本地軟件開發(fā)過程中的調(diào)試方式有所差別。,本地軟件開發(fā),調(diào)試器與被調(diào)試的程序往往運行在同一臺計算機上。,調(diào)試器是一個單獨運行著的進程，它通過操作系統(tǒng)提供的調(diào)試接口來控制被調(diào)試的進程。,嵌入式軟件開發(fā),調(diào)試時采用的是在宿主機和目標機之間進行的交叉調(diào)試。,調(diào)試器運行在宿主機，但被調(diào)試的進程卻是運行在目標板。,調(diào)試器和被調(diào)試進程通過串口或者網(wǎng)絡(luò)進行通信，調(diào)試器可以控制、訪問被調(diào)試進程，讀取被調(diào)試進程的當前狀態(tài)，并能夠改變被調(diào)試進程的運行狀態(tài)。,交叉調(diào)試器嵌入式軟件開發(fā)過程中的交叉調(diào)試與本地軟件開發(fā)過程中,交叉調(diào)試器,交叉調(diào)試器,交叉調(diào)試器,將gdbserver拷貝到,目標板的文件系統(tǒng)中飯中。,gdbserver在解壓后的交叉編譯器里面“,crosstool/4.8.2/arm-none-linux-gnueabi/debug-root/usr/