嵌入式LINUX编程环境.ppt

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1、嵌入式LINUX编程环境 主讲人：余小虎主讲人：余小虎 20082008年年0707月月3131日日主要内容主要内容一、嵌入式一、嵌入式LINUX简介简介二、编成环境搭建二、编成环境搭建一、嵌入式一、嵌入式LINUX简介简介嵌入式系统定义：嵌入式系统定义：是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件是可裁剪的，适用于对功能、可靠性、成本、体积、功耗等有严格要求的专用计算机系统。体系结构：体系结构：嵌入式处理器嵌入式外围设备嵌入式操作系统嵌入式应用软件嵌入式嵌入式LINUX系统的基本元素：系统的基本元素：引导工具Linux微内核初始化进程硬件驱动程序应用程序文件系统协议栈广泛的硬件支持广泛的硬

2、件支持Linux能够支持x86、ARM、MIPS、ALPHA、PowerPC等多种体系结构，目前已经成功移植到数十种硬件平台，几乎能够运行在所有流行的CPU上。Linux有着异常丰富的驱动程序资源，支持各种主流硬件设备和最新的硬件技术，甚至可以在没有存储管理单元的处理器上运行，这些都进一步促进了Linux在嵌入式系统中的应用。Linux作为嵌入式操作系统的优势作为嵌入式操作系统的优势内核高效稳定内核高效稳定Linux内核的高效和稳定已经在各个领域内得到了大量事实的验证，Linux的内核设计非常精巧，分成进程调度、内存管理、进程间通信、虚拟文件系统和网络接口五大部分，其独特的模块机制可以根据用户

3、的需要，实时地将某些模块插入到内核或从内核中移走。这些特性使得Linux系统内核可以裁剪得非常小巧，很适合于嵌入式系统的需要。开放源码，软件丰富开放源码，软件丰富Linux是开放源代码的自由操作系统，它为用户提供了最大限度的自由度。由于嵌入式系统千差万别，往往需要针对具体的应用进行修改和优化，因而获得源代码就变得至关重要了。Linux的软件资源十分丰富，每一种通用程序在Linux上几乎都可以找到，并且数量还在不断增加。在Linux上开发嵌入式应用软件一般不用从头做起，而是可以选择一个类似的自由软件作为原型，在其上进行二次开发。完善的网络通信和文件管理机制完善的网络通信和文件管理机制Linux从

4、诞生之日起就与Internet密不可分，支持各种标准的Internet网络协议，并且很容易移植到嵌入式系统当中。此外，Linux还支持ext2、fat32、romfs等文件系统，这些都为开发嵌入式系统应用打下了很好的基础。二、编成环境搭建二、编成环境搭建嵌入式嵌入式Linux应用程序的开应用程序的开发发串口并口JTAG宿主机（X86）目标板（ARM/PPC/）网口交叉编译交叉编译简单地说，就是在一个平台上生成另一个平台上的可执行代码。平台实际上包含两个概念：体系结构（Architecture）、操作系统（OperatingSystem）。同一个体系结构可以运行不同的操作系统；同样，同一个操作系

5、统也可以在不同的体系结构上运行。举例来说，我们常说的x86Linux平台实际上是Intelx86体系结构和Linuxforx86操作系统的统称；而x86WinNT平台实际上是Intelx86体系结构和WindowsNTforx86操作系统的简称。交叉编译器交叉编译器 -用来编译这种跨平台程序的编译器 Binutils包括连接器、汇编器和其他用于目标文件和档案的工具，它是二进制代码的处理维护工具。GlibcGUNC库Gcc多平台编译器宿主机为LINUX操作系统，完全在Linux下开发、编译、下载程序。宿主机为Windows操作系统，使用Cygwin程序模拟Linux环境，进行开发。宿主机为Win

6、dows操作系统，使用VMware创建一台虚拟计算机，在虚拟的计算机中安装Linux操作系统。在Windows中进行代码编写，在虚拟机的Linux系统中编译生成目标代码。开发方式开发方式虚拟机WMware代码编辑器SourceInSightLinux开发基础VMWare功能功能可虚拟出若干台机器。每台机器可以运行单独的操作系统而互不干扰。拥有各自的CMOS、硬盘、内存、串口等硬件资源。拥有普通机器所以功能。可以将这几个操作系统联成一个网络。在虚拟系统崩溃之后可直接删除不影响本机系统本机系统崩溃后也不影响虚拟系统，可以下次重装后再加入以前做的虚拟系统Source Insight是一个面向项目开发

7、的程序编辑器和代码浏览器，它拥有内置的对C/C+,C#和Java等程序的分析。SourceInsight能分析你的源代码并在你工作的同时动态维护它自己的符号数据库，并自动为你显示有用的上下文信息。Linux内核版本内核版本源程序版本号的形式为x.y.z。对于稳定树来说，y是偶数；对于开发树来说，y比相应的稳定树大一（因此，是奇数）。最新2.6.X发行版发行版 SlackwareLinuxDebianMandrakeMandrakeSoftRedHatSuSESuSEAG中软Linux中科红旗LinuxTurbolinuxBluePointLinuxshell Shell本身是一个用C语言编写的

8、程序，它是用户使用Linux的桥梁。Shell既是一种命令语言，又是一种程序设计语言。作为命令语言，它交互式地解释和执行用户输入的命令；作为程序设计语言，它定义了各种变量和参数，并提供了许多在高级语言中才具有的控制结构，包括循环和分支。它虽然不是Linux系统核心的一部分，但它调用了系统核心的大部分功能来执行程序、建立文件并以并行的方式协调各个程序的运行。因此，对于用户来说，shell是最重要的实用程序，深入了解和熟练掌握shell的特性极其使用方法，是用好Linux系统的关键。shell是用户和Linux内核之间的接口程序，如果把Linux内核想象成一个球体的中心，shell就是围绕内核的外

9、层。当从shell或其它程序向Linux传递命令时，内核会做出相应的反应。shell是一个命令语言解释器，它拥有自己内建的shell命令集，shell也能被系统中其它应用程序所调用。用户在提示符下输入的命令都由shell先解释然后传给Linux核心。Shell命令有两种形式：内部命令，存在于内存中，比如cd。外部命令，存在于文件系统中某个目录下的单独的程序，例如cp、rmShell的种类的种类Bourneshell(sh)作者是StevenBourne，它是UNIX最初使用的Shell并且在每种UNIX上都可以使用。Cshell(csh)CShell由BillJoy所写，它更多的考虑了用户界面

10、的友好性。语法和C语言很相似。Kornshell(ksh)由DaveKorn所写，它集合了CShell和BourneShell的优点并且和BourneShell完全兼容。BASHBourneAgainshell(bash),是Bourneshell的扩展。常用命令常用命令帮助命令help，man，whatis，whereis显示文件内容命令cat，more，less，head，tail，od，file，touch文件内容查询命令grep文件查找命令find，locate文件比较命令diff，comm文件权限chmod文件复制、删除和移动命令cp，rm，mv打包命令tar文件与目录的基本概念文件

11、与目录的基本概念Linux的文件命名规则的文件命名规则 由Linux文件系统的规定，文件名和目录名可以包含以下字符：大写英文字母A-Z、小写英文字母a-z、数字0-9、“”、“_”等。在文件名和目录中，不得包括的字符有：*?/;&!|“()。不得以”+“和”-“开头。Linux中的文件名是大小写敏感的，也就是说，rainbow和Rainbow代表两个不同的文件。一个以“.”打头的文件表明这个文件是隐藏文件（可以用ls-a查看）。Linux系统中文件名的最大长度为255个字符。文件类型文件类型 普通文件包含文本或代码数据，分为文本文件和二进制文件两类目录文件是一个目录包含的文件列表设备文件指硬件

12、或逻辑设备（一般在/dev目录下，例如/dev/lp0代表打印机等）字符设备与块设备常见目录常见目录/bin目录包含供每个人使用的可执行程序/sbin目录包含仅供管理员使用的可执行程序/lib目录包含库文件/boot目录包括了内核镜像和其它相关内容/dev目录包含着代表硬件设备的设备文件/etc目录包含着整个系统的各种配置文件/home目录包含各用户的主目录/root目录是root的主目录/mnt目录包含装载其它非标准文件系统的装载点/proc是个虚拟目录，里面保存内核和进程的信息/tmp目录是为程序和用户提供放置临时空间的目录/usr目录包含UNIX系统的众多资源，较占空间/var目录包含了

13、一些文件大小比较特殊的文件，如日志文件，锁文件等，还包括各种用途的文件，如：邮件、计划、打印文件等/lost+found存在于所有的文件系统中，保存文件碎片/opt目录是由一些外部应用程序使用的目录Linux下函数库（下函数库（1/3）一个“程序函数库”就是一个文件包含了一些编译好的代码和数据，这些编译好的代码和数据可以在事后供其他的程序使用。程序函数库可以使整个程序更加模块化，更容易重新编译，而且更方便升级。可分为两种类型：静态函数库静态函数库(staticlibraries)：是一个普通的目标文件的集合，一般用“.a”作为文件的后缀。静态函数库和共享函数库相比有很多的缺点，占用内存空间多。

14、但使用ELF格式的静态库函数生成的代码可以比使用共享函数库的程序运行速度上快一些。可以用ar这个程序来创建一个静态函数库文件，或者往一个已经存在地静态函数库文件添加新的目标代码。例如,把file1.o和file2.o加入到my_library.a这个函数库文件：arrcsmy_library.afile1.ofile2.o然后运行ranlib，以给库加入一些索引信息Linux下函数库（下函数库（2/3）共享函数库共享函数库(sharedlibraries)：当一个可执行程序在启动的时候被加载的函数。每个共享函数库都有个特殊的名字，称作“soname”。soname名字命名必须以“lib”作为前

15、缀，然后是函数库的名字，然后是“.so”，最后是版本号信息。优点：多进程使用同一函数库；修改函数库不需重新连编。安装一个新版本的函数库的时候，要先将这些函数库文件拷贝到一些特定的目录中，运行ldconfig就可以。ldconfig检查已经存在的库文件，然后创建soname的符号链接到真正的函数库，同时设置/etc/ld.so.cache这个缓冲文件。例如，创建两个目标文件(a.o和b.o)，然后创建一个包含a.o和b.o的共享函数库。gcc-fPIC-g-c-Walla.cgcc-fPIC-g-c-Wallb.cgcc-shared-Wl,-soname,liblusterstuff.so.1

16、-oliblusterstuff.so.1.0.1a.ob.olcLinux下函数库（下函数库（3/3）函数库和头文件的保存位置a.函数库/lib：系统必备共享函数库/usr/lib：标准共享函数库和静态函数库/usr/i486-linux-libc5/lib：libc5兼容性函数库/usr/X11R6/lib：X11R6的函数库/usr/local/lib：本地函数库b.头文件/usr/include：系统头文件/usr/local/include：本地头文件c.共享函数库的相关配置和命令/etc/ld.so.conf：包含共享库的搜索位置ldconfig：共享库管理工具，一般在更新了共享库

17、之后要运行该命令ldd：可查看可执行文件所使用的共享函数库gcc的简介的简介gcc是GNU的C和C+编译器。实际上，gcc能够编译多种语言：C、C+和ObjectC等。利用gcc命令可同时编译并连接C和C+源程序。也可以对几个C源文件利用gcc编译、连接并生成可执行文件。gcc可以使程序员灵活地控制编译过程。编译过程一般可以分为下面四个阶段，每个阶段分别调用不同的工具进行处理gcc的四个阶段命令gcc首先调用cpp进行预处理，在预处理过程中，对源代码文件中的文件包含(include)、预编译语句(如宏定义define等)进行分析。接着调用cc1进行编译，这个阶段根据输入文件生成以.o为后缀的目

18、标文件。汇编过程是针对汇编语言的步骤，调用as进行工作，一般来讲，.S或.s为后缀的汇编语言源代码文件汇编之后都生成以.o为后缀的目标文件。当所有的目标文件都生成之后，gcc就调用ld来完成最后的关键性工作，这个阶段就是连接。在连接阶段，所有的目标文件被安排在可执行程序中的恰当的位置，同时，该程序所调用到的库函数也从各自所在的函数库中连到合适的地方。gdb 简介简介 Linux系统中包含了GNU调试程序gdb，它是一个用来调试C和C+程序的调试器。可以使程序开发者在程序运行时观察程序的内部结构和内存的使用情况。gdb所提供的一些功能如下所示：运行程序，设置所有的能影响程序运行的参数和环境；控制

19、程序在指定的条件下停止运行；当程序停止时，可以检查程序的状态；修改程序的错误，并重新运行程序；动态监视程序中变量的值；可以单步逐行执行代码，观察程序的运行状态。分析崩溃程序的产生的core文件GNUmake概述在大型的开发项目中，人们通常利用make工具来自动完成编译工作。这些工作包括：如果仅修改了某几个源文件，则只重新编译这几个源文件；如果某个头文件被修改了，则重新编译所有包含该头文件的源文件。利用这种自动编译可大大简化开发工作，避免不必要的重新编译。实际上，make工具通过一个称为makefile的文件来完成并自动维护编译工作。makefile需要按照某种语法进行编写，其中说明了如何编译各

20、个源文件并连接生成可执行文件，并定义了源文件之间的依赖关系。当修改了其中某个源文件时，如果其他源文件依赖于该文件，则也要重新编译所有依赖该文件的源文件。默认情况下，GNUmake工具在当前工作目录按如下顺序搜索makefile：GNUmakefilemakefileMakefileSamba简介简介Samba从根本上消除了Windows与Linux之间的屏障，可以提供以下4个方面的服务：共享资源和打印机、名字解析、浏览、用户身份认证。通过让NetBIOS(Windows网络邻居的通信协议)和SMB（ServerMessegeBlock）两个协议运行于TCP/IP通信协议之上实现文件共享，并且使

21、用NetBEUI协议，可以让Windows通过网络邻居看到Linux服务器。Linux与Windows共享文件Samba的配置的配置一个Samba服务器实际包含了两个服务器程序：smbd和nmbd。更改smb.conf，一般位于/etc/sambaglobalworkgroup=JIASINrealm=FCLINUXnetbiosname=serverstring=SambaServersecurity=SHAREencryptpasswords=Nologfile=/var/log/samba/%m.logmaxlogsize=50dnsproxy=Nowinssupport=Yescupsoptions=rawpubliccomment=PublicAreaspath=/eponreadonly=Noguestok=Yes启动服务rootlocalhost#/etc/init.d/smbstart结束结束谢谢各位谢谢各位