實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)1交叉開發(fā)環(huán)境搭建

1、項(xiàng)目一 交叉開發(fā)環(huán)境搭建1.能力培養(yǎng)目標(biāo)l 熟悉項(xiàng)目開發(fā)的硬件系統(tǒng)l 掌握Linux宿主機(jī)的NFS共享的設(shè)置l 掌握串口調(diào)試工具的使用l 掌握宿主機(jī)與目標(biāo)機(jī)的線路連接l 通過NFS共享，在目標(biāo)機(jī)上運(yùn)行程序2.項(xiàng)目任務(wù)要求（1）項(xiàng)目任務(wù)熟悉項(xiàng)目開發(fā)的硬件系統(tǒng)。搭建嵌入式軟件項(xiàng)目開發(fā)環(huán)境，熟悉開發(fā)過程。（2）項(xiàng)目來源及應(yīng)用不論開發(fā)任何軟件項(xiàng)目，也不論項(xiàng)目大小，都需要事先搭建軟件開發(fā)環(huán)境。掌握軟件開發(fā)環(huán)境搭建和使用的方法，是所有項(xiàng)目的第一步，非常重要。熟悉軟件項(xiàng)目編譯、運(yùn)行和調(diào)試的各種操作，減少以后重復(fù)該工作時(shí)所用的時(shí)間，能大大提高工作效率。（3）功能需求搭建項(xiàng)目開發(fā)環(huán)境，以個(gè)人電腦作為宿主PC機(jī)，

2、配置交叉編譯環(huán)境，并與ARM目標(biāo)機(jī)連接，通過NFS共享，在ARM目標(biāo)機(jī)上運(yùn)行交叉編譯后的應(yīng)用程序。熟悉交叉編譯及程序運(yùn)行方法，為以后的其他項(xiàng)目做準(zhǔn)備。（4）開發(fā)環(huán)境需求硬件宿主機(jī)PC機(jī)、USB轉(zhuǎn)串口線、網(wǎng)線 目標(biāo)機(jī)ARM目標(biāo)機(jī)軟件宿主機(jī)windows系統(tǒng)：WinXP Xin7 其它： Linux 系統(tǒng)：RedHat 9 RHEL4 其它： VMware虛擬機(jī): VMware Workstation 9 其它：串口調(diào)試工具：WinXP自帶的超級(jí)終端Linux自帶的minicom第三方串口工具: 目標(biāo)機(jī)嵌入式Linux 3.項(xiàng)目預(yù)習(xí)（1）了解項(xiàng)目目標(biāo)、項(xiàng)目任務(wù)要求、項(xiàng)目設(shè)計(jì)和項(xiàng)目實(shí)施步驟。（2）下

3、載本次實(shí)驗(yàn)所需要的軟件：USB轉(zhuǎn)串口驅(qū)動(dòng)程序和超級(jí)終端軟件。（3）完成第5大項(xiàng)中步驟。（4）回答以下問題l gcc是什么？如何使用gcc？l Make工具的作用是什么？如何編寫makefile文件？l 什么是交叉編譯？如何使用交叉編譯工具？4.項(xiàng)目設(shè)計(jì)(1)宿主機(jī)與ARM目標(biāo)機(jī)的通信示意圖下圖1描述宿主機(jī)（Windows系統(tǒng)、Linux虛擬機(jī)系統(tǒng)）以及ARM目標(biāo)機(jī)的Linux系統(tǒng)三者之間的關(guān)系，以及文件傳輸和通信所使用的協(xié)議和線路。圖1 交叉開發(fā)模式(2)項(xiàng)目開發(fā)流程項(xiàng)目開發(fā)的基本流程為：代碼編寫、交叉編譯、通過NFS文件共享的方式mount到ARM目標(biāo)機(jī)上運(yùn)行。1）創(chuàng)建工程目錄并編寫源程序l

4、 方式一：在宿主機(jī)Linux虛擬機(jī)的項(xiàng)目開發(fā)目錄中編寫源代碼?？梢杂萌魏尉庉嬈骶帉懺创a，如Vi、GEdit和Emacs等。l 方式二：在宿主機(jī)Windows下編輯、保存源代碼并將其轉(zhuǎn)移到Linux虛擬機(jī)的指定目錄中。提示：使用VMware文件共享、samba服務(wù)或FTP等網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。2）編譯工程利用Linux操作系統(tǒng)的宿主機(jī)進(jìn)行交叉編譯、匯編及連接，形成可在ARM目標(biāo)機(jī)上執(zhí)行的二進(jìn)制代碼（這種可執(zhí)行代碼并不能在宿主機(jī)上執(zhí)行），可用兩種方式編譯：l 直接用交叉編譯器arm-linux-gcc進(jìn)行l(wèi) 編寫makefile文件，用make命令進(jìn)行編譯。3）通過NFS共享方式運(yùn)行目標(biāo)程序如圖2所示，通

5、過NFS共享來把可執(zhí)行文件所在項(xiàng)目工作目錄掛載到目標(biāo)機(jī)上運(yùn)行。調(diào)試時(shí)可以使用串口進(jìn)行調(diào)試。通過Windows的超級(jí)終端，或者Linux虛擬機(jī)的minicom，控制目標(biāo)機(jī)，對(duì)其進(jìn)行操作。圖2 NFS共享方式5.項(xiàng)目實(shí)施（0） 熟悉目標(biāo)機(jī)硬件系統(tǒng)（1）檢查L(zhǎng)inux虛擬機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)置虛擬機(jī)的網(wǎng)絡(luò)連接方式為橋接并且設(shè)備是connected，如圖3、圖4所示。圖3 虛擬機(jī)設(shè)置界面圖4 橋接設(shè)置界面有些同學(xué)選擇上面的選項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)不好用，若不好用，則可按下面界面操作：（2）Linux虛擬機(jī)上，檢查交叉編譯器是否安裝用以下命令可以檢查L(zhǎng)inux虛擬機(jī)是否已經(jīng)安裝好了交叉編譯環(huán)境。#arm-linux-gcc -v思

6、考：如何設(shè)置交叉編譯器的環(huán)境變量，并使其生效？提示：（1）PATH環(huán)境變量；（2）source命令。（3）Linux虛擬機(jī)上，設(shè)置虛擬機(jī)IP地址查看虛擬機(jī)IP#ifconfigLinux虛擬機(jī)IP需要設(shè)置為和ARM目標(biāo)機(jī)同一個(gè)網(wǎng)段，并且不能相同。例如可以設(shè)置為0。#ifconfig eth0 0（4）Linux虛擬機(jī)上，設(shè)置NFS共享將/up-techpxa270cl設(shè)置為NFS共享目錄，并確保NFS服務(wù)正在運(yùn)行。NFS服務(wù)，可以實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)Linux系統(tǒng)中文件的共享。在本書實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開發(fā)中，主要用于Linux虛擬機(jī)和ARM目標(biāo)機(jī)之間文件共享，從而實(shí)現(xiàn)將實(shí)

7、驗(yàn)項(xiàng)目軟件mount到ARM目標(biāo)機(jī)上運(yùn)行。點(diǎn)擊Linux虛擬機(jī)系統(tǒng)主菜單運(yùn)行“系統(tǒng)”“管理”，選擇“服務(wù)器設(shè)置”，選擇“NFS服務(wù)器”，點(diǎn)擊“增加”，彈出如圖6所示界面。在“基本”選項(xiàng)卡中，目錄中填入需要共享的路徑，在“主機(jī)”中填入允許進(jìn)行連接的主機(jī)IP地址。設(shè)置為192.168.0.*或*，代表允許這個(gè)C類網(wǎng)段的所有機(jī)器都可以訪問該共享。并選擇允許客戶對(duì)共享目錄的操作為“讀寫”(Read/write)。如圖5-圖9所示： 圖5設(shè)置NFS共享a圖6設(shè)置NFS共享b“一般選項(xiàng)”選項(xiàng)卡設(shè)置，可以保留默認(rèn)值。 圖7設(shè)置NFS共享c“用戶訪問”選項(xiàng)卡設(shè)置，可以保留默認(rèn)值；為了編程、操作方便，請(qǐng)將“遠(yuǎn)程

8、根用戶當(dāng)作本地根用戶”，這樣安全性雖然較差一些，但方便了開發(fā)。圖8設(shè)置NFS共享d最后退出時(shí)則完成NFS 配置。配置好后，界面顯示應(yīng)如下圖所示： 圖9設(shè)置NFS共享e配置好后，需要在終端中輸入“/etc/rc.d/init.d/nfs restart”命令，重新啟動(dòng)NFS服務(wù)，更改才會(huì)生效。#/etc/rc.d/init.d/nfs restart（5）開發(fā)系統(tǒng)物理連接a.連接電源（12V），將隨機(jī)附帶的一根電源線的一端插入到電源插座中，將另外一端插入目標(biāo)機(jī)電源接口上；b.連接網(wǎng)線，將網(wǎng)線一端連接到目標(biāo)機(jī)的網(wǎng)口上，另一端連接到PC機(jī)的網(wǎng)口上。c.連接串口線，一端連接PC機(jī)的串口，另一端連接到目

9、標(biāo)機(jī)的UART0上（即COM1）； 注意：目標(biāo)機(jī)具有兩個(gè)串口，分別為UART0和UART1，UART0為左側(cè)靠近電源接口的串口。串口可使用相應(yīng)的USB轉(zhuǎn)接線來代替，如USB-RS232轉(zhuǎn)接線，安裝或更新相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序后，將轉(zhuǎn)接線的USB頭插入宿主機(jī)的USB接口，會(huì)將其轉(zhuǎn)化為串口，具體串口的編號(hào)可查看宿主機(jī)Windows系統(tǒng)的“設(shè)備管理器”à“端口”。如圖10所示。圖10 串口設(shè)置（6）Linux虛擬機(jī)上，設(shè)置串口通信工具Putty簡(jiǎn)介：Putty是一個(gè)免費(fèi)的、Windows平臺(tái)下的telnet、serial和ssh客戶端。用它來遠(yuǎn)程管理目標(biāo)板十分好用，其主要優(yōu)點(diǎn)如下：完全免費(fèi)；在Wi

10、ndows 9x/NT/2000下運(yùn)行的都非常好；全面支持ssh1和ssh2；綠色軟件，無需安裝，下載后在桌面建個(gè)快捷方式即可使用；體積很小，僅364KB (0.54 beta版本)；操作簡(jiǎn)單，所有的操作都在一個(gè)控制面板中實(shí)現(xiàn)。本書中使用它來代替超級(jí)終端使用。Putty操作指南：把Putty下載到機(jī)器上，雙擊putty.exe，出現(xiàn)如圖11的啟動(dòng)界面。 圖11 Putty啟動(dòng)界面點(diǎn)擊“串口選項(xiàng)”，出現(xiàn)如圖12所示界面。圖12 串口界面在“連接到的串口”位置填寫設(shè)備管理器中實(shí)際使用的串口號(hào)，選擇為COM9，具體串口的編號(hào)可查看宿主機(jī)Windows系統(tǒng)的“設(shè)備管理器”à“端口”?！安ㄌ芈?/p>

11、”設(shè)為115200，“數(shù)據(jù)位”設(shè)為8位，停止位設(shè)為1位，“奇偶校驗(yàn)位”設(shè)為無，“流量控制”設(shè)為無。設(shè)置界面如圖13所示。圖13 Putty設(shè)置界面點(diǎn)擊會(huì)話選項(xiàng)“會(huì)話”，出現(xiàn)如圖14所示界面。默認(rèn)的連接類型為SSH。圖14 連接類型選擇界面選擇“串口”，在“保存的會(huì)話”窗口輸入想要保存的名字，我們輸入名字為“neusoft”，如圖15所示，點(diǎn)擊“保存”按鈕即保存了用戶的配置，如圖16所示。圖15 保存設(shè)置界面圖16 保存界面接著雙擊“neusoft”，即打開工作界面，如圖17所示。圖17 Putty調(diào)試界面完成串口通訊工具的設(shè)置。此處Putty界面就是目標(biāo)機(jī)的操作界面?。?）關(guān)閉無線網(wǎng)，啟動(dòng)AR

12、M目標(biāo)機(jī)，掛載NFS共享目錄啟動(dòng)ARM目標(biāo)機(jī)，Putty中將顯示目標(biāo)機(jī)的啟動(dòng)信息。按回車鍵，啟動(dòng)目標(biāo)機(jī)Linux系統(tǒng)。正常啟動(dòng)后，會(huì)顯示“rootIntel /#”，等待命令輸入。然后，在終端程序中，用如下命令掛載共享目錄，將Linux虛擬機(jī)的NFS共享目錄/up-techpxa270cl掛載到ARM目標(biāo)機(jī)的/mnt/nfs空目錄中。在目標(biāo)機(jī)上（Putty）上輸入如下命令：#mount t nfs o nolock 192.168.0. 10:/up-techpxa270cl /mnt/nfs注意：mount：掛載命令-t nfs：掛載類型-o nolock：參數(shù)，不鎖文件 192.168.0

13、.10:/up-techpxa270cl：宿主機(jī)上的文件夾 /mnt/nfs：目標(biāo)機(jī)文件夾命令中的IP地址（0）為宿主開發(fā)機(jī)IP（Linux虛擬機(jī)），掛載成功后如圖18所示。圖18 NFS掛載成功如果出現(xiàn)version older than kernel等信息就說明掛載成功，如果出現(xiàn)Bad或failed信息，則說明掛載沒成功， 要根據(jù)實(shí)際情況操作。如果掛載不成功，解決辦法如下： 思考：如果在目標(biāo)機(jī)上，mount宿主機(jī)的NFS共享目錄不成功怎么辦？提示：a) 測(cè)試網(wǎng)絡(luò)連通性；b) NFS服務(wù)設(shè)置；c)查看無線網(wǎng)是否關(guān)閉a) 測(cè)試網(wǎng)絡(luò)連通性先查看IP是否正確：命令如下：在虛擬

14、機(jī)上：ifconfig 查看IP是否為0在目標(biāo)機(jī)上：ifconfig 查看IP是否為 05思考：目標(biāo)機(jī)沒有IP怎么辦？提示：通過超級(jí)終端執(zhí)行命令ifconfig檢查ARM目標(biāo)機(jī)的IP設(shè)置，可以用ifconfig命令查看，默認(rèn)IP設(shè)置為05。如果IP沒有設(shè)置，或者與宿主開發(fā)機(jī)設(shè)置的不在同一個(gè)網(wǎng)段，用ifconfig eth0 05修改為05。如果IP都對(duì)，則測(cè)試網(wǎng)絡(luò)是否連能：命令如下：在目標(biāo)機(jī)上：ping 05在目標(biāo)機(jī)上：ping 0如果pin

15、g不通，原因可能是：沒有連接網(wǎng)線或者連接松動(dòng)，宿主機(jī)Linux系統(tǒng)的IP（0）和目標(biāo)機(jī)的IP(05)配置不正確，windows防火墻未關(guān)閉、無線網(wǎng)卡未關(guān)閉、VM不是橋接（bridged）或者沒有connected等。 b) 查看NFS服務(wù)設(shè)置service nfs status如果不是正在運(yùn)行，則service nfs start或service nfs restartc)查看無線網(wǎng)是否關(guān)閉（8）在目標(biāo)機(jī)(Putty)上操作NFS掛載成功之后，用cd命令切換到/mnt/nfs目錄下，用ls命令可以看到Linux宿主機(jī)/up-techpxa270cl目

16、錄下的所有文件和目錄。如圖19所示。#cd /mnt/nfs#ls圖19 查看共享目錄 （9）Linux虛擬機(jī)上編寫示例程序源代碼在Linux虛擬機(jī)中的/up-techpxa270cl 目錄下創(chuàng)建目錄test0，并在此目錄下編寫如下文件：main.c#cd /up-techpxa270cl#mkdir test0#cd test0參考代碼：/* -main.c- */#include <stdio.h>int main(viod) printf("Hello is ok!n");printf("NFS is ok!n"); return 0;

17、 （10）Linux虛擬機(jī)上交叉編譯#arm-linux-gcc main.c o hello（11）在目標(biāo)機(jī)上(Putty)運(yùn)行示例程序NFS掛載成功之后，用cd命令切換到/mnt/nfs目錄下，用ls命令可以看到Linux宿主機(jī)/up-techpxa270cl目錄下的所有文件和目錄，運(yùn)行剛剛編譯好的程序hello和helloworld，并查看程序在目標(biāo)機(jī)上運(yùn)行的結(jié)果。 #cd /mnt/nfs#ls#cd test0#ls#./hello至此，我們的交叉開發(fā)環(huán)境就搭建好了，可以實(shí)現(xiàn)在Linux虛擬機(jī)上編寫程序、編譯程序，之后在目標(biāo)機(jī)上運(yùn)行程序的目的了，這樣可以不用每次都把程序下載到目標(biāo)機(jī)上，會(huì)大大方便開發(fā)過程和延長(zhǎng)目標(biāo)機(jī)的壽命！6.項(xiàng)目問題（1） 根據(jù)項(xiàng)目參考文檔，說明本次實(shí)驗(yàn)中的硬件系統(tǒng)。（2） 說明本次實(shí)驗(yàn)中宿主機(jī)和目標(biāo)機(jī)之間的通信連接。（3） 超級(jí)終端的作用是什么？（4） NFS文件系統(tǒng)掛載的作用、目的是什么？