嵌入式Linux开发环境搭建.ppt

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1、嵌入式Linux开发环境搭建 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望嵌入式系统定义嵌入式系统定义嵌入到对象体中的专用计算机系统嵌入到对象体中的专用计算机系统三要素：三要素：嵌入、专用、计算机嵌入、专用、计算机嵌入式系统的特点嵌入式系统的特点:由三要素引出由三要素引出嵌入性嵌入性：嵌入到对象体系中，有对象环境要求：嵌入到对象体系中，有对象环境要求专用性专用性：软、硬件按对象要求裁减：软、硬件按对象要求裁减计算机计算机：实现对象的智能化功能：实现对象的智能化功

2、能嵌入式系统的嵌入式系统的应用应用嵌入式嵌入式Linux开发环境开发环境嵌入式系统通常是一个资源受限的系统，因此直接在嵌入嵌入式系统通常是一个资源受限的系统，因此直接在嵌入式系统的硬件平台上编写软件比较困难，有时候甚至是不式系统的硬件平台上编写软件比较困难，有时候甚至是不可能的。可能的。解决办法：解决办法：首先在通用计算机上编写程序；首先在通用计算机上编写程序；然后通过然后通过交叉编译交叉编译生成目标平台上可以运行的二进制生成目标平台上可以运行的二进制代码格式；代码格式；最后最后再下载到目标平台上再下载到目标平台上的特定位置上运行。的特定位置上运行。嵌入式嵌入式Linux开发环境开发环境关于交

3、叉编译在一种平台上编译出能在另一种平台（体系结构不同）在一种平台上编译出能在另一种平台（体系结构不同）上运行的程序。上运行的程序。在在PC平台平台(X86CPU)上编译出能运行在上编译出能运行在arm平台上的平台上的程序，编译得到的程序在程序，编译得到的程序在X86CPU平台上是不能运行平台上是不能运行的，必须放到的，必须放到arm平台上才能运行。平台上才能运行。用来编译这种程序的编译器就叫用来编译这种程序的编译器就叫交叉编译器交叉编译器。为了不跟本地编译器混淆，交叉编译器的名字一般都为了不跟本地编译器混淆，交叉编译器的名字一般都有前缀。例如：有前缀。例如：arm-linux-gcc嵌入式嵌入

4、式Linux开发环境开发环境嵌入式嵌入式Linux开发环境开发环境嵌入式嵌入式Linux开发环境开发环境需要交叉开发环境（需要交叉开发环境（CrossDevelopmentEnvironment）的支持是嵌入式应用软件开发时的一个）的支持是嵌入式应用软件开发时的一个显著特点。显著特点。交叉编译器只是交叉开发环境的一部分。交叉编译器只是交叉开发环境的一部分。交叉开发环境交叉开发环境是指编译、链接和调试嵌入式应用软件的环是指编译、链接和调试嵌入式应用软件的环境，它与运行嵌入式应用软件的环境有所不同，通常采用境，它与运行嵌入式应用软件的环境有所不同，通常采用宿主机目标机模式宿主机目标机模式。嵌入式嵌

5、入式Linux开发环境开发环境宿主机目标板模式宿主机目标板模式宿主机（宿主机（Host）是一台通用计算机，它）是一台通用计算机，它通过串口或者通过串口或者以太网接口与目标机通信以太网接口与目标机通信。宿主机的软硬件资源比较。宿主机的软硬件资源比较丰富，能够大大提高嵌入式应用软件的开发速度和效丰富，能够大大提高嵌入式应用软件的开发速度和效率。率。目标板（目标板（Target），应用程序实际运行的平台，或者），应用程序实际运行的平台，或者是能够替代实际运行环境的仿真系统。软硬件资源通是能够替代实际运行环境的仿真系统。软硬件资源通常都比较有限。常都比较有限。嵌入式嵌入式Linux开发环境开发环境宿主

6、机目标机模式宿主机目标机模式首先利用宿主机上丰富的资源和良好的开发环境开发首先利用宿主机上丰富的资源和良好的开发环境开发和仿真调试目标机上的软件；和仿真调试目标机上的软件；然后通过串口或者以网络将交叉编译生成的目标代码然后通过串口或者以网络将交叉编译生成的目标代码传输并装载到目标机上，并在监控程序或者操作系统传输并装载到目标机上，并在监控程序或者操作系统的支持下利用交叉调试器进行分析和调试；的支持下利用交叉调试器进行分析和调试；最后目标机在特定环境下脱离宿主机单独运行。最后目标机在特定环境下脱离宿主机单独运行。嵌入式嵌入式Linux开发环境开发环境开放的交叉开发环境的典型代表是开放的交叉开发环

7、境的典型代表是GNU工具链目工具链目前已经能够支持前已经能够支持x86、ARM、MIPS、PowerPC等多种处理器。等多种处理器。商业的交叉开发环境则主要有商业的交叉开发环境则主要有MetrowerksCodeWarrior、ARMSoftwareDevelopmentToolkit等等。等等。嵌入式嵌入式Linux开发环境开发环境GNU交叉工具链交叉工具链交叉编译器，例如交叉编译器，例如arm-linux-gcc交叉汇编器，例如交叉汇编器，例如arm-linux-as交叉链接器，例如交叉链接器，例如arm-linux-ld用于处理可执行程序和库的一些基本工具。例如用于处理可执行程序和库的一

8、些基本工具。例如arm-linux-strip嵌入式嵌入式Linux开发环境开发环境GNU交叉工具链的下载交叉工具链的下载ARM官方网站下载官方网站下载www.arm.linux.org.uk可以从该站点下载可以从该站点下载2.95.3以及以及3.2工具链工具链ftp:/ftp.arm.linux.org.uk/pub/armlinux/toolchain/cross-2.95.3.tar.bz2ftp:/ftp.arm.linux.org.uk/pub/armlinux/toolchain/cross-3.2.tar.bz2嵌入式嵌入式Linux开发环境开发环境cross-2.95.3.ta

9、r.bz2包的安装：包的安装：1.mkdir/usr/local/arm2.cpcross-2.95.3.tar.bz2/usr/local/arm3.tarzxvfcross-2.95.3.tar.bz24.添加环境变量添加环境变量在文件在文件/etc/bashrc文件最后添加：文件最后添加：exportPATH=/usr/local/arm/2.95.3/bin:$PATH5.工具链安装完成。工具链安装完成。嵌入式嵌入式Linux开发环境开发环境GNU交叉工具链的常用工具介绍交叉工具链的常用工具介绍嵌入式嵌入式Linux开发环境开发环境主要工具的使用主要工具的使用arm-linux-gcc

10、的使用的使用arm-linux-gccohellohello.carm-linux-ar和和arm-linux-ranlib的使用的使用建立一个静态库建立一个静态库arm-linux-arrlibhello.ah1.oh2.o为静态库建立索引为静态库建立索引arm-linux-arslibhello.aarm-linux-ranliblibhello.a由静态库产生可执行文件由静态库产生可执行文件arm-linux-gcc-ohellohello.clhelloL./arm-linux-gcc-ohellohello.clibhello.a嵌入式嵌入式Linux开发环境开发环境主要工具的使用主

11、要工具的使用arm-linux-strip的使用的使用移除所有的符号信息移除所有的符号信息-strip-allCphellohello1arm-linux-strip-strip-allhello-rwxr-xr-x1armroot28567月月315:14hello-rwxr-xr-x1armroot136827月月315:13hello1被被strip后的后的hello程序比原来的程序比原来的hello1程序要小很多。程序要小很多。移除调试符号信息移除调试符号信息-garm-linux-strip-ghello-rwxr-xr-x1armroot45017月月315:17hello-rwx

12、r-xr-x1armroot136827月月315:13hello1远程访问目标板远程访问目标板如何观察应用程序在目标板的运行情况，即查看如何观察应用程序在目标板的运行情况，即查看程序的输出信息？程序的输出信息？通过串口线连接宿主机和目标板。通过串口线连接宿主机和目标板。配置串口做为目标板的输出设备。配置串口做为目标板的输出设备。例如在交叉编译目标板的例如在交叉编译目标板的linux内核时，配置指定终端为串口：内核时，配置指定终端为串口：noinitrd root=/dev/mtdblock2 init=/linuxrc console=ttyS0,115200在宿主机上通过串口通信软件查看目

13、标板系统的运行在宿主机上通过串口通信软件查看目标板系统的运行情况。情况。远程访问目标板远程访问目标板超级终端的使用超级终端的使用打开超级终端打开超级终端超级终端程序通常位于附件中的通讯中，超级终端程序通常位于附件中的通讯中，“Hypertrm”图标所指即是超级终端程序。图标所指即是超级终端程序。为新的连接取一个名字为新的连接取一个名字远程访问目标板远程访问目标板超级终端的使用超级终端的使用选择连接目标板的串口选择连接目标板的串口远程访问目标板远程访问目标板超级终端的使用超级终端的使用设置串口设置串口注意必须选择注意必须选择无流控制无流控制，否则只能看到输出而不能输，否则只能看到输出而不能输入。

14、串口波特率是入。串口波特率是11520远程访问目标板远程访问目标板超级终端的使用超级终端的使用当所有的连接参数都设置好以后，打开目标板电源开当所有的连接参数都设置好以后，打开目标板电源开关，就会看到系统关，就会看到系统的启动信息，当的启动信息，当Linux启动以后，启动以后，超级终端就相当于虚拟终端，可通过它来操作目标板。超级终端就相当于虚拟终端，可通过它来操作目标板。选择超级终端选择超级终端“文件文件”菜单下的菜单下的“另存为另存为”，保存，保存该连接设置，以便于以后再连接时就不必重新执行以该连接设置，以便于以后再连接时就不必重新执行以上设置了上设置了远程访问目标板远程访问目标板超级终端的使

15、用超级终端的使用打开目标板电源开关，就会看到系统打开目标板电源开关，就会看到系统的启动信息，当的启动信息，当Linux启动以后，启动以后，超级终端就相当于虚拟终端，可通超级终端就相当于虚拟终端，可通过它来操作目标板。过它来操作目标板。远程访问目标板远程访问目标板minicom的使用的使用minicom的设置的设置：minicom-s远程访问目标板远程访问目标板minicom的使用的使用选择串口选择串口选择菜单中的选择菜单中的“Serialportsetup”，按回车，进入，按回车，进入如下图所示界面。按如下图所示界面。按“A”以设置以设置“SerialDevice”（串口（串口1-/dev/t

16、tyS0，串口，串口2-/dev/ttyS1)远程访问目标板远程访问目标板minicom的使用的使用设置波特率设置波特率按按“E”键进入设置键进入设置“bps/par/Bits”（波特率）界面。（波特率）界面。再按再按“I”以设置波特率为以设置波特率为115200。远程访问目标板远程访问目标板minicom的使用的使用设置无流控制设置无流控制按回车退回到上一级菜单，按按回车退回到上一级菜单，按“F”键设置键设置“HardwareFlowControl”为为“NO”，其他选项使用，其他选项使用缺省值。缺省值。远程访问目标板远程访问目标板minicom的使用的使用保存设置保存设置再选择再选择“Ex

17、it”退出设置模式。刚才的设置被保存到退出设置模式。刚才的设置被保存到“/etc/minirc.dfl”。设置完毕设置完毕打开目标板电源的电源开关，打开目标板电源的电源开关，minicom输出目标板的输出目标板的启动信息，当启动信息，当Linux启动以后，启动以后，minicom就相当于就相当于虚拟终端，可通过它来操作目标板。虚拟终端，可通过它来操作目标板。远程访问目标板远程访问目标板minicom的使用的使用退出退出minicom同时按下同时按下“Ctrl+A”键，紧接着再按下键，紧接着再按下“Q”键，在键，在跳出的窗口中，选择跳出的窗口中，选择“Yes”。下载程序映象到目标板下载程序映象到

18、目标板通过串口下载通过串口下载使用三星公司的使用三星公司的DNW软件。设置波特率软件。设置波特率115200、端、端口号、下载地址口号、下载地址0 x30200000上电启动开发板，进入上电启动开发板，进入BIOS界面界面选择选择2串口下载串口下载点击点击“serialport”菜单，选择菜单，选择“Transmit”选项选项下载程序映象到目标板下载程序映象到目标板通过通过usb下载下载同样使用三星公司的同样使用三星公司的DNW软件。设置波特率软件。设置波特率115200、端口号、下载地址端口号、下载地址0 x30200000上电启动开发板，进入上电启动开发板，进入BIOS界面界面接上接上US

19、BDEVICE的连接线，选择的连接线，选择“0”，选择，选择USB下载，注意用下载，注意用USB下载要先在下载要先在PC端装好驱动端装好驱动程序，保证程序，保证USB连接好。连接好。有时有时PC端出现发现无法识别的端出现发现无法识别的USB设时，可在设时，可在BIOS中输入中输入ESC取消下载，等几秒钟再输入取消下载，等几秒钟再输入“0”启动启动USB下载。出现下载。出现“NowUSBisconnected”说明说明USB正确枚举。正确枚举。点击点击“USBPort”Transmit”选项。选项。下载程序映象到目标板下载程序映象到目标板通过通过TFTP方式下载方式下载TFTP协议是简单的文件传

20、输协议，适合目标板协议是简单的文件传输协议，适合目标板Bootloader的使用。（的使用。（u-boot、vivi）TFTP文件传输基于文件传输基于UDP。通过通过TFTP来传输目标板启动需要的内核映象文件来传输目标板启动需要的内核映象文件zImage传输速度快，使用方便。传输速度快，使用方便。下载程序映象到目标板下载程序映象到目标板通过通过TFTP方式下载方式下载tftp分服务器和客户端。分服务器和客户端。在宿主机开启在宿主机开启tftp服务，设置好服务，设置好tftp的根目录内容的根目录内容在目标板开启在目标板开启tftp客户端程序。客户端程序。在目标板的在目标板的bootloader交

21、互节目中通过交互节目中通过tftpboot命令命令下载内核。下载内核。tftpboot 0 x30200000 zImage下载程序映象到目标板下载程序映象到目标板通过通过TFTP方式下载方式下载Linux的的tftp服务器的配置服务器的配置编辑编辑/etc/xinetd.d/tftp,只有在安装了只有在安装了tftp服务后，才会出现服务后，才会出现tftp文件。文件。修改其中修改其中disable和和server_args项，其余可保持不变。项，其余可保持不变。Servicetftpsockettype=dgramprotocol=udpwait=yesuser=rootserver=/us

22、r/sbin/in.tftpdserver_args=-s/tftpboot-设置设置tftp服务输出目录。服务输出目录。disable=no-默认为默认为yes，应修改成，应修改成noper_source=11cps=1002flags=IPv4下载程序映象到目标板下载程序映象到目标板通过通过TFTP方式下载方式下载重启重启xinetd服务，使得更改的配置有效服务，使得更改的配置有效Servicexinetdrestart确认确认tftp服务是否已经开启服务是否已经开启netstat-au在目标板启动在目标板启动tftp客户端程序客户端程序tftpboot0 x30200000zImage下

23、载信息：TFTP from server 10.0.0.1;our IP address is 10.0.0.110Filename zImage.Load address:0 x30200000Loading:#doneBytes transferred=913880(df1d8 hex)下载程序映象到目标板下载程序映象到目标板通过挂载通过挂载NFS方式下载方式下载NFS服务就是将宿主机的一个目录通过网络可以被挂服务就是将宿主机的一个目录通过网络可以被挂载到其他计算机上，并且载到其他计算机上，并且作为其他计算机的一个目录作为其他计算机的一个目录。在嵌入式开发中，通过在嵌入式开发中，通过NFS

24、可以很方便的将修改的文可以很方便的将修改的文件通过件通过NFS传输到目标板上。不用反复烧写镜像文件。传输到目标板上。不用反复烧写镜像文件。下载程序映象到目标板下载程序映象到目标板通过挂载通过挂载NFS方式下载方式下载NFS的使用分服务器端和客户端的使用分服务器端和客户端服务器端提供要共享的文件，客户端通过挂载服务器端提供要共享的文件，客户端通过挂载“mount”实现对共享文件的访问操作。实现对共享文件的访问操作。mount192.168.0.1:/home/nfs/tmp/testNFS服务器端通过读取配置文件服务器端通过读取配置文件/etc/exports决定所决定所共享的文件目录。共享的文

25、件目录。配置文件的语法：每一行由输出路径，客户名列表以配置文件的语法：每一行由输出路径，客户名列表以及每个客户名后紧跟的访问选项构成：及每个客户名后紧跟的访问选项构成：共享的目录共享的目录主机名或主机名或IP(参数参数,参数参数)共享的目录共享的目录IP1(参数参数1,参数参数2)IP2(参数参数3,参数参数4)下载程序映象到目标板下载程序映象到目标板通过挂载通过挂载NFS方式下载方式下载重启重启NFS服务：服务：servicenfsrestart通过通过showmount命令来查看开放的目录。命令来查看开放的目录。showmountelocalhost进行网络设置，将进行网络设置，将eth0

26、的网络地址指定为的网络地址指定为192.168.1.1,掩码掩码255.255.255.0,网关不需要。设置完网关不需要。设置完之后要重启网络。之后要重启网络。Serviecnetworkrestart关闭防火墙，选择系统设置关闭防火墙，选择系统设置安全级别，将安全级安全级别，将安全级别改为别改为“无防火墙无防火墙”。去掉去掉iptables服务：选择系统设置服务：选择系统设置服务器设置服务器设置服务，在弹出的界面上将服务，在弹出的界面上将optables前的前的“”去掉。去掉。将主机上的目录挂载到另一个目录下，测试将主机上的目录挂载到另一个目录下，测试NFS是否是否设置成功。设置成功。下载程

27、序映象到目标板下载程序映象到目标板通过挂载通过挂载NFS方式下载方式下载在超级终端或者在超级终端或者minicom下通过下通过NFS挂载宿主机目录挂载宿主机目录mount192.168.1.1:/home/nfs/tmp/test卸载卸载NFS文件系统文件系统umount/tmp/test交叉调试器交叉调试器嵌入式软件开发过程中的交叉调试与本地软件开嵌入式软件开发过程中的交叉调试与本地软件开发过程中的调试方式有所差别。发过程中的调试方式有所差别。本地软件开发本地软件开发调试器与被调试的程序往往运行在同一台计算机上。调试器与被调试的程序往往运行在同一台计算机上。调试器是一个单独运行着的进程，它通

28、过操作系统调试器是一个单独运行着的进程，它通过操作系统提供的调试接口来控制被调试的进程。提供的调试接口来控制被调试的进程。嵌入式软件开发嵌入式软件开发调试时采用的是在宿主机和目标机之间进行的交叉调试时采用的是在宿主机和目标机之间进行的交叉调试。调试。调试器运行在宿主机，但被调试的进程却是运行在调试器运行在宿主机，但被调试的进程却是运行在目标板。目标板。调试器和被调试进程通过串口或者网络进行通信，调试器和被调试进程通过串口或者网络进行通信，调试器可以控制、访问被调试进程，读取被调试进调试器可以控制、访问被调试进程，读取被调试进程的当前状态，并能够改变被调试进程的运行状态。程的当前状态，并能够改变

29、被调试进程的运行状态。交叉调试器交叉调试器交叉调试器的结构交叉调试器的结构交叉调试器交叉调试器制作交叉调试器制作交叉调试器解压源码包解压源码包tarzxfgdb-6.0.tar.gz配置配置cdgdb-6.0mkdirbuild-arm-linuxcdbuild-arm-linux./configure-target=arm-linux-prefix=/usr/local/arm/2.95.3/交叉调试器交叉调试器制作交叉调试器制作交叉调试器编译编译make安装安装makeinstall在在/usr/local/arm/2.95.3/bin/目录下生成目录下生成arm-linux-gdb工具。

30、工具。交叉调试器交叉调试器制作交叉调试器制作交叉调试器编译生成针对编译生成针对arm处理器的处理器的gdbserver进入进入gdb源代码包中的源代码包中的gdbserver目录目录cdgdb-6.0cdgdb/gdbserver配置生成配置生成gdbserverchmodu+xconfigureCC=arm-linux-gcc./configure-host=arm-linuxMake，生成，生成gdbserver、gdbreplay交叉调试器交叉调试器制作交叉调试器制作交叉调试器通过通过nfs，将，将gdbserver/gdbreplay到目标板中。到目标板中。启动目标板上的启动目标板上的

31、gdbservergdbserver192.168.1.88:2345cross-test192.168.1.88是目标板的是目标板的IP地址。地址。2345是任意指定的端口，可以是其他端口。是任意指定的端口，可以是其他端口。启动宿主机端启动宿主机端arm-linux-gdb调试器调试器在宿主机的工作目录中有对应的程序和源文件在宿主机的工作目录中有对应的程序和源文件#arm-linux-gdbcross-test(gdb)targetremote192.168.1.88:2345连接远程连接远程gdbserver(gdb)bmain设置断点设置断点(gdb)c运行运行让我们一起努力创造未来！让我们一起努力创造未来！