本章的要求
第5章、嵌入式Linux系统构建u掌握嵌入式交叉编译环境的搭建
u配置NFS服务
u配置TFTP服务
u编译和使用U-boot
u编译Linux内核
u搭建Linux的根文件系统
u实验-构建带以太网的嵌入式Linux最小系统u Qemu仿真环境
u实验-基于Qemu的嵌入式Linux虚拟仿真
5.1 嵌入式开发环境的搭建
嵌入式交叉编译环境的搭建（1）
}搭建交叉编译环境是嵌入式开发的第一步，也是必备一步。搭建交叉编译环境的方法很多，不同的体系结构、不同的
操作内容甚至是不同版本的内核，都会用到不同的交叉编
译器。
}交叉编译器完整的安装一般涉及到多个软件的安装（可以
从ftp://https://www.doczj.com/doc/bc12509209.html,/pub/下载），包括binutils、gcc、glibc等
软件。
}其中，binutils主要用于生成一些辅助工具，如objdump、as、ld等；
}gcc是用来生成交叉编译器的，主要生成arm-linux-gcc交叉
编译工具（应该说，生成此工具后已经搭建起了交叉编译
环境，可以编译Linux内核了，但由于没有提供标准用户函数库，用户程序还无法编译）；
}glibc主要是提供用户程序所使用的一些基本的函数库。这样，交叉编译环境就完全搭建起来了。
嵌入式交叉编译环境的搭建（2）
}第1步，取得Binutils、GCC、Glibc 源码。
}第2步，配置并编译Binutils 取得我们所需要的汇编和连接程序。
}第3步，配置并编译GCC 源码生成GCC 编译器。一般是C 编译器首先生成，然后以这个为基础在结合下一步生成的Glibc 的C 函数库，再编译生成其它编译器。
}第4步，配置Glibc 并编译生成Glibc 的C 函数库。}第5步，再次配置和编译GCC 源码，生成其它语言的编译器，如C++编译器等。
嵌入式交叉编译环境的搭建
}嵌入式系统开发环境软硬件示意图
主机
运行Linux和Windows 网线
串口
USB
ARM系统运行
Linux
液晶屏
软件开发环境交叉编译器，NFS服务器模拟器
Bootloader
Linux Kernel
File System
Apps
仿真器
1.摘要 (2) 2.UBOOT，LINUX内核，文件系统的介绍及相互关系..3 2.1嵌入式系统简介 (3) 2.2嵌入式Linux概述 (3) 2.3UBOOT简介 (4) 3.UBOOT的启动过程 (6) 4.内核的主要功能和裁剪 (7) 4.1Linux的编译 (7) 4.2嵌入式Linux的配置和剪裁 (8) 5.文件系统的制作过程 (8) 6.交叉编译器的搭建和环境变量的设置 (9) 7.驱动程序的编写过程与关键点 (11) 7.1Linux网络驱动程序的结构 (11) 7.2网络驱动程序的基本方法 (12) 7.3网络驱动程序中用到的数据结构 (12) 7.4常用的系统支持 (14) 7.5编写Linux网络驱动程序中需要注意的问题 (18) 8.参考文献 (20)
嵌入式系统是以应用为中心，以计算机为基础，并且软硬件可裁剪，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。嵌入式系统一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序4部分组成，用于实现对其它设备的控制、监视或管理等功能。其广泛应用于控制领域、消费电子产品等行业，已成为现代电子领域的重要研究方向之一。嵌入式Linux的研究已经成为当前信息技术研究的热点，它的应用蕴含着巨大的商业价值，并且己经广泛的应用于各种信息家电、通讯产品、工业控制中。论文首先介绍了ARM和嵌入式Linux操作系统的特点和当前的发展概况。然后阐述了嵌入式Linux 开发流程以及移植到具体硬件平台需要完成的工作，如U-Boot的移植、Linux内核的编译与裁剪、文件系统的制作、驱动程序的编写等。 关键字：嵌入式；ARM；嵌入式Linux；Linux内核；驱动程序
参考答案 第一章 一、填空题。 1、嵌入式系统主要融合了计算机软硬件技术、通信技术和微电子技术，它是将计算机直接嵌入到应用系统中，利用计算机的高速处理能力以实现某些特定的功能。 2、目前国内对嵌入式系统普遍认同的定义是：以应用为中心、以计算机技术为基础、软硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。 3、嵌入式系统一般由嵌入式计算机和执行部件组成，其中嵌入式计算机主要由四个部分组成，它们分别是：硬件层、中间层、系统软件层以及应用软件层。 4、嵌入式处理器目前主要有ARM、MIPS、Power PC、68K等，其中arm处理器有三大特点：体积小、低功耗、的成本和高性能，16/32位双指令集，全球合作伙伴众多。 5、常见的嵌入式操作系统有：Linux、Vxworks、WinCE、Palm、uc/OS-II和eCOS。 6、嵌入式系统开发的一般流程主要包括系统需求分析、体系结构设计、软硬件及机械系统设计、系统集成、系统测试，最后得到最终产品。 二、选择题 1、嵌入式系统中硬件层主要包含了嵌入式系统重要的硬件设备：、存储器（SDRAM、ROM等）、设备I/O接口等。（A） A、嵌入式处理器 B、嵌入式控制器 C、单片机 D、集成芯片 2、20世纪90年代以后，随着系统应用对实时性要求的提高，系统软件规模不断上升，实时核逐渐发展为，并作为一种软件平台逐步成为目前国际嵌入式系统的主流。（D） A、分时多任务操作系统 B、多任务操作系统 C、实时操作系统 D、实时多任务操作系统 3、由于其高可靠性，在美国的火星表面登陆的火星探测器上也使用的嵌入式操作系统是。（B） A、Palm B、VxWorks C、Linux D、WinCE [在此处键入]
从软件工程的角度来说，嵌入式应用软件也有一定的生命周期，如要进行需求分析、系统设计、代码编写、调试和维护等工作，软件工程的许多理论对它也是适用的。 但和其他通用软件相比，它的开发有许多独特之处： ·在需求分析时，必须考虑硬件性能的影响，具体功能必须考虑由何种硬件实现。 ·在系统设计阶段，重点考虑的是任务的划分及其接口，而不是模块的划分。模块划分则放在了任务的设计阶段。 ·在调试时采用交叉调试方式。 ·软件调试完毕固化到嵌入式系统中后，它的后期维护工作较少。 下面主要介绍分析和设计阶段的步骤与原则： 1、需求分析 对需求加以分析产生需求说明，需求说明过程给出系统功能需求，它包括：·系统所有实现的功能 ·系统的输入、输出 ·系统的外部接口需求（如用户界面） ·它的性能以及诸如文件/数据库安全等其他要求 在实时系统中，常用状态变迁图来描述系统。在设计状态图时，应对系统运行过程进行详细考虑，尽量在状态图中列出所有系统状态，包括许多用户无需知道的内部状态，对许多异常也应有相应处理。 此外，应清楚地说明人机接口，即操作员与系统间地相互作用。对于比较复杂地系统，形成一本操作手册是必要的，为用户提供使用该系统的操作步骤。为使系统说明更清楚，可以将状态变迁图与操作手册脚本结合起来。
在对需求进行分析，了解系统所要实现的功能的基础上，系统开发选用何种硬件、软件平台就可以确定了。 对于硬件平台，要考虑的是微处理器的处理速度、内存空间的大小、外部扩展设备是否满足功能要求等。如微处理器对外部事件的响应速度是否满足系统的实时性要求，它的稳定性如何，内存空间是否满足操作系统及应用软件的运行要求，对于要求网络功能的系统，是否扩展有以太网接口等。 对于软件平台而言，操作系统是否支持实时性及支持的程度、对多任务的管理能力是否支持前面选中的微处理器、网络功能是否满足系统要求以及开发环境是否完善等都是必须考虑的。 当然，不管选用何种软硬件平台，成本因素都是要考虑的，嵌入式Linux 正是在这方面具有突出的优势。 2、任务和模块划分 在进行需求分析和明确系统功能后，就可以对系统进行任务划分。任务是代码运行的一个映象，是无限循环的一段代码。从系统的角度来看，任务是嵌入式系统中竞争系统资源的最小运行单元，任务可以使用或等待CPU、I/O设备和内存空间等系统资源。 在设计一个较为复杂的多任务应用系统时，进行合理的任务划分对系统的运行效率、实时性和吞吐量影响都极大。任务分解过细会不断地在各任务之间切换，而任务之间的通信量也会很大，这样将会大大地增加系统的开销，影响系统的效率。而任务分解过粗、不够彻底又会造成原本可以并行的操作只能按顺序串行执行，从而影响系统的吞吐量。为了达到系统效率和吞吐量之间的平衡折中，在划分任务时应在数据流图的基础上，遵循下列步骤和原则：
简答题与应用题 什么是嵌入式系统？主要有什么特点？ 以应用为中心，以计算机技术为基础的， 并且软件硬件是可剪裁的， 能满足应用系统对功能、 可靠性、成本、 体积、功耗等指标的严格要求的专用计算机系统。他可以实现对其他设备的控制、监视或者管理等功能。 与通用的 计算机系统相比，特点为： （1） （2） （5） 嵌入式系统通常由嵌入式处理机、嵌入式外围设备、嵌入式操作系统和嵌入式应用软件等几大部分组成。 4、什么是Linux ？什么是嵌入式 Linux ? 答：严格来讲，Linux 是指由Linux 本人维护并不断更新的内核 。 一个嵌入式Linux 系统指的是一个基于 Linux 内核的，但不包含有关这个内核的任何专业的库或是用户工具 的嵌入式系统。 Linux 内核构建嵌入式操作系统有什么优势（优良特性）？ 程度代码是可以获取的，可靠度高； 有完整的源码，软件丰富并且免费； 得到众多硬件生产家的广泛支持；包括 cpu 、计算机外 围设备 完善的通信协议、软件标准和文件管理机制； 提供完全免费且优秀的开发工具； 广泛的社群支持 无需购买lice nee ,是免费的； 不依赖特定厂商、供应商； 成本相对低廉。 6、 RTOS （嵌入式操作系统）强调的实时是什么概念？与中断的关系？ 答：实时指的是特定操作所消耗的时间（以及空间）的上限是可预知的。操作系统能够在规定响应时间内完成客 户服务程序。中断程序响应中断并完成 是在固定时间内。 7、什么是实时LinUX ?涉及到哪些软硬件内容？ 答：实时LinUX （ RT-Linux ）通过在Linux 内核与硬件中断之间增加一个精巧的可抢先的实时内核 ，把标准的Linux 内核作为实时内核的一个进程与用户进程一起调度 ，标准的Linux 内核的优先级最低，可以被实时进程抢断。 正 常的Linux 进程仍可以在Linux 内核上运行，这样既可以使用标准分时操作系统即 Linux 的各种服务，又能提 供低延时的实时环境。它在硬件上涉及到硬件中断，软件上涉及到对高优先级的实时硬件中断的快速响应。 能在规定的时间内完成对突发事件的处理的 Linux 系统; 软件：中断服务程序、进程调度程序，硬件：嵌入式系统所采用的中断管理硬件。 8、试简要说明Linux 内核构成，并简要说明各部分的功能？ 答： MMU :内存管理单元，完成地址映射（应用虚拟地址方式） VFS :虚拟文件管理系统，提供了统一管理计算机资源的途径。使统一规范计算机资源的使用格式成为可能，方 1、 答: 面向特定应用，一般都有实时要求； 集先进性的计算机技术、半导体工艺、电子技术和通信网络技术于一体的并且在不断创新的知识集 成系统； 嵌入式系统是和具体应用对象有机结合在一起，因而其升级换代也是和具体的产品同步进行的。 嵌入式系统的软 硬件设计着重于高效率性。在最大限度满足应用需求的前提下，降低成本是必须要 考虑的主要问题。 嵌入式系统软件一般都固化在存储器芯片中。 (3) (4) 5、 用 答:（ 1） （2） （3） （4） （5） （6） （7） （8） （） 2、 答： 3、嵌入式操作系统的作用是什么?
嵌入式Linux具有稳定、可伸缩及开放源代码等特点，可兼容多 种处理器和主机，广泛适用于各种产品和应用。但是，交叉编译、 设备驱动程序开发/调试，以及更小尺寸等要求对嵌入式Linux开 发者来说都是严峻的挑战。为应对这些挑战，针对嵌入式Linux开 发的专用工具应运而生，而且发展十分迅猛。 但是，许多这类开发工具都不兼容非X86平台，而且也没有很好 地实现归档备案或集成。在其它开发环境下，组件间的高度集成并 没有完全兑现。因此，要想完全从这些免费的软件组件开始创建 一个完整的跨平台开发环境，开发者应意识到这将需要大量的调 研、实施、培训和维护方面的工作。 Linux 是少数既可以在嵌入式设备上运行也可作为开发环境的操 作系统之一。这一特性可让开发者在转向此开发系统之前于常用硬 件(比如X86桌面系统)之上开发、调试和测试应用程序和库，因 此可减少对标准参考平台和指令集仿真器的依赖。这一技术仅适用于应用程序和库，但不适用于设备驱动程序，因为后者的开发依赖于 Linux架构。 开放源代码团体及一些软件供应商可提供设备驱动程序开发工具。由于设备驱动程序比标准应用程序距离硬件更近，因此它们的开发比较困难。所幸的是，Linux 桌面系统可以利用一些Windows及其它操作系统所没有的工具。有足够经验开发设备驱动程序的开发人员可能已经习惯将Linux作为他们的桌面开发系统了。 Linux的快速发展及其桌面方案的不断涌现提出了一个重要问题：所选择的工具方案怎样在不同的Linux分布式系统上运行？它们依赖于主机平台的软件配置吗？ 有些Linux工具提供独立于主机平台的开发环境，包括一系列可支持开发工具的应用软件、库和实用程序。这一方法几乎将开发环境与主机配置完全隔离开来，因此主机可以是任何Linux分布式系统，而且任何更新和修改都不会影响开发环境的功能。 这种方法的主要缺点是对存储空间的要求有所增加――约200MB，因为它自己实际上相当于一个微型Linux分布式系统。 可用的工具 一个嵌入式Linux产品的开发需要几个阶段，包括为目标板配置和构建基本Linux OS；调试应用程序、库、内核及设备驱动程序/内核模块；出货前最终方案的优化、测试和验证。 有数百种开放源代码开发工具可供选择。只要开发者原意花时间和精力去调研、实施和维护一系列各不相同的工具，总能找出一个完整的解决方案，完成几乎任何开发任务。
10-1 嵌入式Linux系统概述 嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适用于应用系统，对功能、可靠性、成本、体积、功耗等方面有特殊要求的专用计算机系统。 Linux在所有的操作系统中，Linux 是一个发展最快、应用最为广泛的操作系统。 所谓嵌入式Linux，是指Linux 在嵌入式系统中应用，而不是什么嵌入式功能。实际上，嵌入式Linux 和Linux 是同一件事。 10-2 Linux启动过程综述 一. Bootloader 二.Kernel引导入口 三.核心数据结构初始化--内核引导第一部分 四.外设初始化--内核引导第二部分 五.init进程和inittab引导指令 六.rc启动脚本 七.getty和login 八.bash 附：XDM方式登录 Bootloader 简单地说，BootLoader就是在操作系统内核运行之前运行的一段小程序。通过这段小程序，我们可以初始化硬件设备、建立内存空间映射图，从而将系统的软硬件环境带到一个合适状态，以便为最终调用操作系统内核准备好正确的环境。在嵌入式系统中，通常并没有像BIOS那样的固件程序（注，有的嵌入式CPU也会内嵌一段短小的启动程序），因此整个系统的加载启动任务就完全由BootLoader来完成。 在Alpha/AXP平台上引导Linux通常有两种方法，一种是由MILO及其他类似的引导程序引导，另一种是由Firmware直接引导。MILO功能与i386平台的LILO相近，但内置有基本的磁盘驱动程序(如IDE、SCSI等)，以及常见的文件系统驱动程序(如ext2，iso9660等)，firmware有ARC、SRM两种形式，ARC具有类BIOS界面，甚至还有多重引导的设置;而SRM
嵌入式linux系统开发概述 作者：谷丰，[email=您可以通 过%3Ca%20href=]gufeng77@https://www.doczj.com/doc/bc12509209.html,[/email]" target="_blank">您可以通过 gufeng77@https://www.doczj.com/doc/bc12509209.html,和他联系 基于linux的嵌入式系统开发是一个很大的课题，涵盖了从硬件到软件设计的多个领域，由于linux的开源特性，导致开发中可以使用的软件和工具多不胜数，从最底层与系统硬件直接打交道的引导装载程序(bootloader)，到linux操作系统的分发版(distribution)，再到上层的图形用户界面(GUI)乃至应用程序(application)，可供选择的软件实在是太多了，这对开发者来说是一种恩赐。但由于标准的不统一，对于刚刚步入这个领域的初学者来说，很难在短时间内全部了解和掌握它们。本文论述了嵌入式linux开发的基本模式和概念，给出了一些常用的软件和工具，旨在带领他们更快的走入这个奇妙的世界。 1 引导装载程序(bootloader) 引导装载程序通常是在任何硬件上执行的第一段代码，它的主要任务视装载设备的不同而不同。在台式机和笔记本这样的常规系统中，经常存在多个操作系统并存的情况，因此bootloader的主要作用就是选择系统使用何种操作系统来引导。常用的引导程序有LILO或GRUB，通常将它们装入硬盘的主引导记录(Master Boot Record)中，或者装入linux 驻留的磁盘的第一个扇区。 在嵌入式系统中，情况有些不同。首先，嵌入式设备通常需要经常地移 动，考虑到在移动过程中的震动，一般不会采用机械式结构设计的硬盘为存 储设备；而且从成本控制上说，硬盘的价格比较高，除非是需要大容量存储 的场合，硬盘不适合作为嵌入式设备的存储介质。目前采用得比较多的是闪 存设备，闪存设备是与存储设备功能类似的特殊芯片，而且它
如何构建嵌入式LINUX的NFS 准备工作：一台装有REDHAT9.0的PC机，一套LJD2410-I开发板，PC机上装有LJD2410的软件包，假如我们通过NFS要加载的文件系统为/LJD2410/root_dir/root_china，Ifconfig eth0 192.168.1.100 //设置PC机linux的IP:192.168.1.100,Ifconfig eth0 192.168.1.10 //开发板IP:192.168.1.10 我们需要重新配置编译内核，开启开发板NFS文件系统功能，具体步骤如下：1、修改kernel/arch/arm/def-configs/smdk2410配置文件把CONFIG_CMDLINE="root=/dev/mtdblock2 noinitrd init=/linuxrc console=ttyS0"这一行改为CONFIG_CMDLINE="root=/dev/nfs rw nfsroot=192.168.1.100:/LJD2410/root_dir/root_china noinitrd init=linuxrc console=ttys0 ip=192.168.1.10"运行make menuconfig进入配置菜单，装载配置文件SMDK2410 选择Load an Alternate Configuration File输入配置文件的路径和文件名添加内核对NFS的支持：选中networking opTIons－》IP:kernel level auloconfiguralion项选中file systems－》network file systems－》下的root file system on nfs和nfs file system support 重新编译内核下载bootloader和kernel到开发板上，至此，开发板设置已经完成。PC 机设置：我们必须开启PC机的NFS服务，具体设置如下：1、在LINUX命令符下运行setup，在system services里面选中nfs服务，然后保存退出。2、设置PC机上的共享目录执行vi /etc/exports，在里面添加一行：/LJD2410/root_dir/root_china (rw)，然后保存退出，/和rw要有空格(/LJD2410/root_dir/root_china为共享目录，rw为读写权限)。3、执行/etc/rc.d/init.d/nfs restart重启nfs服务。4、为了不必每次开机都要启动nfs服务，我们把/etc/rc.d/init.d/nfs restart 添加到/etc/rc.d/rc.local中，以后PC启动的时候就会执行此文件开启nfs服务。5、测试NFS服务：设置完成后可以在本机上进行测试，如果本机IP为192.168.1.100,则可以用mount 192.168.1.100:/LJD2410/root_dir/root_china /mnt,如果mount成功，则在/mnt的目录就可以看到root_china下面的东西了。6、修改root_china/usr/etc/rc.local文件，设置开发板IP地址为192.168.1.10 至此，开发板和PC
嵌入式LI N UX系统的实现 检修厂 王小康 摘 要 嵌入式系统正变得越来越流行。被广泛地应用在各种网络设备、控制设备以及个人的数字工具如PDA中。文章论述了作者在嵌入式操作系统领域里所做的研究和实践工作,主要的工作围绕着将L i nux改造成嵌入式操作系统所进行的具体工作展开,包括单板配置代码,系统的引导与修改,核心映象定制与修改和调试工作。 1 引言 在当今数字信息技术、网络技术高速发展与发达的后PC时代,嵌入式系统无处不在,并将不断涌现出新的嵌入式应用系统。传统的操作系统软件[1][2]很难有效地支持嵌入式应用系统的快速开发,因而研究与开发嵌入式操作系统,对有效的支持广大的嵌入式应用系统开发具有重大意义,是十分必要的。L i n ux正在向嵌入式领域的各个方面进军,在不久的将来,我们可以发现嵌入式L i n ux的广泛的应用:各种车载嵌入式设备(GPS,电子地图)、消费电子设备、手持电脑(H PC,PDA)、蜂窝电话、Internet接入设备、工控设备以及各种网络的基础设施(网管设备,路由,网关,交换器,HUB等)[3]。 本文是围绕着嵌入式L i n ux系统的实现展开的。首先介绍嵌入式L i n ux系统的硬件结构和软件结构;然后对基于L i n ux的嵌入式实时操作系统的实现过程进行详细的阐述;最后是简短的总结。 2 嵌入式L inux系统的硬件结构 嵌入式L i n ux系统硬件系统是个微形化的专用PC,它包括系统主机扳、通讯接口板、图象处理和显示板、输入控制板以及存储板等。主机板可采用嵌入式X86CPU系列,图象处理和显示板能支持MPEG数字解压缩和电视终端显示,输入控制包括遥控键盘、遥控器和其他一些输入设备接口,存储板主要 要求。 7 设计报警和连锁保护系统 报警系统的作用在于及时提醒操作人员密切注意监视生产状况,以便采取措施减少事故的发生,连锁保护系统是指当生产出现严重事故时,为保证设备和人身的安全,使各个设备按一定次序紧急停下来。在焙烧炉的炉顶温度控制中,根据工艺要求,一个高限报警温度为480度;三个连锁保护温度设定,一个超高限报警温度自动连锁烧嘴,引起烧嘴自动熄火,从而立即引起调节阀的自动关闭,防止煤气流入焙烧炉,一个低限位报警温度用来连锁模式的切换,使模式从酸模式自动切换到水模式,另一个超低限位报警温度用来连锁三个喷枪,使得三个喷枪自动从焙烧炉提升出来,从而保护喷枪。 8 控制系统的调试和运行状况 控制系统安装完成后,应随生产过程进行试运行,按控制要求检查和调整各控制仪表和设备的工作状况,包括调节器的P、I等参数整定,依次将全部控制系统投入运行,在从投入运行到现在有半年多的时间了,发现焙烧炉的炉顶温度控制效果好,系统运行比较稳定。 20
一、单项选择题 1．在宿主机上开启tftp服务时，所要修改的配置文件为（）A．/etc/exports B．/etc/xinetd.d C．以上都不对 D．/etc/xinetd.d/tftp 答案：D 2．内核在配置结束后，会将用户的选择结果保存在文件（）中A．defconfig B．config C．default D．.config 答案：D 3．u-boot指令中，下载文件的命令是（） A．setenv B．reset C．tftp D．ping 答案：C 4．Kconfig文件中生成新的配置菜单使用（） A．menu B．help C．default D．config 答案：A 5．在内核解压缩目录的Makefile文件中修改的ARCH变量实际是在指定（）A．优化参数 B．目标系统架构 C．交叉编译器 D．编译参数 答案：B 6．在构建嵌入式linux平台过程中，具备开发能力的计算机我们称之为（）A．计算机 B．宿主机 C．服务器 D．目标系统 答案：B 7．内核在编译时所依赖的编译规则文件是（） A．.config B．Makefile C．Make D．File 答案：B 8．linux下所使用的串口调试工具是（）
B．nfs C．minicom D．tftp 答案：C 9．内核配置菜单生成时所依赖的文件是（） A．config B．Kconfig C．Makefile D．kconfig 答案：B 10．U-Boot下tftp下载文件到目标系统的内存当中，在内存当中默认的地址是（）A．0x30000000 B．0x30008000 C．0x30000100 D．0x30080000 答案：B 11．在操作过程中，内核编译所生成的内核压缩可执行文件是（）A．s3c2440 B．linux-2.6.32.2 C．zImage D．选项均不真确 答案：C 12．系统环境变量中用来作为可执行文件搜索路径的变量是（）； A．PWD B．HISTORY_SIZE C．LD_LIBRARY_PATH D．PATH 答案：D 13．创建设备文件有手动创建与自动创建之分，那么手动创建时标示设备所属种类时是用（）来区分的。 A．次设备号 B．num C．-m D．主设备号 答案：D 14．嵌入式系统是面向（）、实现特定功能的、软硬件可裁剪的计算机控制系统； A．家庭 B．特定领域 C．工厂 D．学校 答案：B 15．在Linux下，打补丁时所使用的命令是（） A．patch
简答题与应用题: 1、什么是嵌入式系统？主要有什么特点？ 答：以应用为中心，以计算机技术为基础的，并且软件硬件是可剪裁的，能满足应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等指标的严格要求的专用计算机系统。他可以实现对其他设备的控制、监视或者管理等功能。 与通用的计算机系统相比，特点为： （1）面向特定应用，一般都有实时要求； （2）集先进性的计算机技术、半导体工艺、电子技术和通信网络技术于一体的并且在不断创新的知识集成系统； （3）嵌入式系统是和具体应用对象有机结合在一起，因而其升级换代也是和具体的产品同步进行的。 （4）嵌入式系统的软硬件设计着重于高效率性。在最大限度满足应用需求的前提下，降低成本是必须要考虑的主要问题。 （5）嵌入式系统软件一般都固化在存储器芯片中。 2、嵌入式系统有哪几个部分？ 答：嵌入式系统通常由嵌入式处理机、嵌入式外围设备、嵌入式操作系统和嵌入式应用软件等几大部分组成。3、嵌入式操作系统的作用是什么？ *实际是一组软件模块集合 满足多任务处理、稳定运行、安全可靠、占用系统资源少、特有的实时事件处理、便于维护和管理、简洁良好的用户界面 4、什么是Linux？什么是嵌入式Linux？ 答：严格来讲，Linux是指由Linux本人维护并不断更新的内核。 一个嵌入式Linux系统指的是一个基于Linux内核的，但不包含有关这个内核的任何专业的库或是用户工具的嵌入式系统。 5、用Linux内核构建嵌入式操作系统有什么优势（优良特性）？ 答：（1）程度代码是可以获取的，可靠度高； （2）有完整的源码，软件丰富并且免费； （3）得到众多硬件生产家的广泛支持；包括cpu、计算机外围设备 （4）完善的通信协议、软件标准和文件管理机制； （5）提供完全免费且优秀的开发工具； （6）广泛的社群支持 （7）无需购买licence，是免费的； （8）不依赖特定厂商、供应商； （9）成本相对低廉。 6、RTOS（嵌入式操作系统）强调的实时是什么概念？与中断的关系？ 答：实时指的是特定操作所消耗的时间（以及空间）的上限是可预知的。操作系统能够在规定响应时间内完成客户服务程序。中断程序响应中断并完成是在固定时间内。 7、什么是实时Linux？涉及到哪些软硬件内容？ 答：实时Linux（RT-Linux）通过在Linux内核与硬件中断之间增加一个精巧的可抢先的实时内核,把标准的Linux 内核作为实时内核的一个进程与用户进程一起调度,标准的Linux内核的优先级最低,可以被实时进程抢断。正常的Linux进程仍可以在Linux内核上运行,这样既可以使用标准分时操作系统即Linux的各种服务, 又能提供低延时的实时环境。它在硬件上涉及到硬件中断，软件上涉及到对高优先级的实时硬件中断的快速响应。能在规定的时间内完成对突发事件的处理的Linux系统； 软件：中断服务程序、进程调度程序，硬件：嵌入式系统所采用的中断管理硬件。 8、试简要说明Linux内核构成，并简要说明各部分的功能？ 答： MMU：内存管理单元，完成地址映射（应用虚拟地址方式） VFS：虚拟文件管理系统，提供了统一管理计算机资源的途径。使统一规范计算机资源的使用格式成为可能，方
1、嵌入式系统主要融合了计算机软硬件技术、通信技术和微电子技术，它是将计算机直接嵌入到应用系统中，利用计算机的高速处理能力 、目前国内对嵌入式系统普遍认同的定义是：以应用为中心、以计算机技术为基础、软硬件可裁剪、适应应用 、嵌入式系统一般由嵌入式计算机和执行部件组成，其中嵌入式计算机主要由四个部分组成，它们分别是：硬件层、中间层、系统软件层以及应用软件层。4、嵌入式处理器目前主要有 PC、68K等，其中arm处理器有三大特点：体积小、低功耗、的成本和高性能，16/32 操作系统有：Linux、Vxworks、WinCE、Palm、uc/OS-II和eCOS。6、嵌入式系统开发的一般流程主要包括系统需求分析、体系结构设计、软硬件及机械系统设计、系统集成、系统测试，最后得到最终产品。1、嵌入式系统中硬件层主要包含了嵌入式系统重要的硬件设备：嵌入式处理器、存储器（SDRAM、ROM等）、设备I/O接口等。2、20世纪90年代以后，随着系统应用对实时性要求的提高，系统软件规模不断上升，实时核逐渐发展为实时多任务操作系统，并作为一种软件平台逐步成为目前国际嵌入式系统的主流。3、由于其高可靠性，在美国的火星表面登陆的火星探测器上也使用的嵌入式操作系统是VxWorks 。4、嵌入式系统设计过程中一般需要考虑的因素不包括：（大小）5、在嵌入式系统中比较流行的主流程序有：（Angel、Blob、Red Boot ）1、Linux具有UNIX的所有特性并且具有自己独特的魅力，主要表现在：开放性、多用户、多任务、友好的用户界面、设备独立性、丰富的网络功能、文件传输、远程访问、可靠的安全性、良好的可移植性、X Window系统、内存保护模式。2、Linux 作环境）、文件结构（File Structure）和实用工具。3、目前几乎所有的Linux ；查看当前路径应使用命令：pwd；的作用是：使linux.tar.gz文件 Linux内核主要由：进程调度，内存管理，虚拟文件系统，网络接口，进程间 (Red Flag)2、启动shell环境时，屏幕上显示“[arm@www home]$”,其中的arm 命令时，如果想对文件名中的不可显示字符用八进制逃逸字符显示，则应该选用的参数是（-b）。4、解 Linux用的文件系统是（ntfs）。1、ARM9系列微处理器在高性能和 5级整数流水线，指令执行效率更高；提供1.1MIPS/MHz的哈佛总线结构；支持32位ARM指令集和16位Thumb指令集；支持32位的高速AMBA总线接口。2、ARM芯片的内核一般包括以下几个单元：ARM9TDMI32RISC处理器、数据 本质上是内存中一段连续的地址，对其最常见的操作为“压栈”（ 出）。1、在arm/thumb汇编语言程序中，程序是以程序段的形式呈现的。程序段是具有特有名称的相对独立的指令或数据序号。程序段有两大类型代码段、数据段。2、基于linux下GCC汇编语言，代码表号必须在一行的顶端，后面要加上：，注视的内容可以在前面加上@。 3、符号定义伪指令（）、数据定义伪指令（Data Definition 4、linux下的嵌入式程序开发，主要需要的代码编辑器，如vi和gedit，另外还需要编译器gcc、调试器Vi编辑器基本上有三种基本状态，分别是：命令模式（command mode）、插入模式（insert mode）和底行模式（gcc编译文件生成可执行文件要经历四个相互关联的步骤：预处理(也称预编译，Preprocessing)、编译(Compilation)、汇编(Assembly)和连接(Linking)。1.假如使用伪指令定义一个局部的数据量，变量名为temp，然后给其赋值为8，汇编代码为（GBLA temp;temp SET A 0x08;）2、在vi处于命令行模式时，如果需要对文本进行修改，欲在光标所在位置的下一个位置开始输入文字，则（按下字母“a”进入插入模式）3、当前vi 处于插入模式，先放弃对文本的修改，即不保存退出vi，则（先按下“ESC”后，再使用“：q！”命令）。4、经过汇编之后，生成的目标文件的后缀名为（.o）。 5、对代码文件code.c进行调试的命令为（$gcc –g code.c –o code）。1、SMDK2440平台的开发板采用的处理器是S3C2440，其主频一般为400M。2、windows软件环境的设置一般包括以下几部分：超级终端的设置、DNW设置、GIVEIO驱动的设置和USB驱动3、在windows系统上建立基于linux嵌入式开发环境一般有三种方案可以选择分别是Windows系统下安装虚拟机Vmware、Windows+Linux双系统安装、基于Windows操作系统下的Cygwin4、UBUNTU的网络设置可以采用命令行方式、也可以采用图形界面操作方式来配置。5、开发板硬件平台是基于三星S3C2440的SMDK2440平台的目标板，使用的刻录软件为SJF2440。1、为了通过PC的串口和开发板进行交互，需要使用（超级终端）。2、在嵌入式linux的开发中，能实现上传下载文件、刻录文件、运行映像等功能工具是（DNW）。 3、由普通用户账户转为管理员账户登录，使用的命令为（$su root）。 4、安装FTP服务器时，在终端输入的命令为（$sudo apt-get install vsftpd）。 5、安装Telnet服务时，在终端输入的命令为（$sudo apt-get install telnetd）1、交叉开发工具链就是为了编译、链接、处理和调试跨平台体系结构的程序代码执行工具链软件，通过带有不同的参数，可以实现编译、链接、处理、调试等不同的功能。2、linux经常使用的工具链软件有Binutils、Gcc、Glibc和Gdb。3、分布构建交叉编译工具链的制作过程需要以下几步编译binutils、编译辅助gcc编译器、编译glibc库、重新编译完整的gcc。4、使用crosstool构建交叉编译工具链的制作过程需要以下几步：准备工作、建立脚本文件、建立配置文件、执行脚本文件和编译gdb调试器。5、使用crosstool构建交叉编译工具链的制作过程中需要的配置文件，其主要作用是定义配置文件、定义生成编译工具链的名称、定义编译选项等。1.(binutils)十二进制程序处理工具，包括连接器，汇编器等目标程序处理的工具。2.构建交叉编译器的第一个步骤是（下载工具）。3、分析以下代码#export PRJROOT=/home/arm/armlinux #export TARGET=arm-linux #export PREFIX=$PRJROOT/$TARGET其中，变量PREFIX代表的路径为（/home/arm/armlinux）。4. Binutils是gnu工具之一，他包括连接器、汇编器和其他用于目标文件和档案的工具，特使二进制代码的处理维护工具。其中包括（ld）命令，他是把一些目标和归档文件结合在一起，重定位数据，并连接符号引用。5.分布构建交叉编译链的过程有两次变异gcc,其中第二次进行编译的作用是（获得glibc库的支持） 。1、Bootloader，亦称引导加载程序，是系统加电后运行的第一段软件代码。2、一般Bootloader包含两种不同的操作模式：启动加载模式 的主要功能是引导操作系统启动，它的启动方式有网络启动、磁盘启动和Flash 运行的第一阶段主要完成以下工作：屏蔽所有中断、设置CPU的速度和时钟频率、RAM初始化、初始化LED和关闭 cache。1、在Bootloader的启动方式中，Flash启动方式通常有两种，一种是可以直接从Flash启动，另一种时可以将压缩的内存映像文件从Flash中复制、解压到RAM ,再从中启动。2、在各种Bootloader中，U-boot 是以PPCBoot和ARMBoot为基础的通用加载程序，并且在ARM、PowerPC以及MIPS等多种平台上运行。3、在编译Vivi之前将Vivi里所有的“*.o”和“*.o.flag”文件删除，以确保文件编译时没有错误或者警告发生，使用的命令格式为（make distclean）。4、编译Vivi时，如果编译成功，在/vivi里面会生成三个vivi文件，其中不包括文件（vivi.exe）。5、把二进制文件载入Flash或RAM使用的命令是（load）。1、ARM-Linux内核的配置系统由三个部分组成，它们分别是Makefile、配置文件和配置工具。2、配置工具一般包括配置命令解释器和配置用户界面，前者主要作用是对配置脚本中使用的配置命令进行解释；而后者则是提供基于字符界面、基于Ncurses图形界面以及基于X Window图形界面的用户配置界面。3、Makefile文件主要包含注释、编译目标定义和适配段。4、Linux内核常用的配置命令有make oldconfig、make config、make menuconfig 和make xconfig。其中以字符界面配置的命令是make config。5、内核编译结束后，会在“/arch/arm/boot/”目录下面和根目录下面生成一个名为zImage的内核镜像文件。1.linux内核中的makefile以及与makefile直接相关的文件不包括（后缀名为.in）。2.用户通过make config 配置后，产生了后缀名为（in.config）。3.rules.make文件定义了许多变量，最重要的是那些编译、连接列表变量，但不包括（O-OBJS）。4.在内核配置过程中，如果需要设置networking support这个选项，进入的菜单项是（General setup）。5.在linux系统中，我们既需要标记变量的符号，有需要变量的物理地址，两者同时需要的时候可以采用符号表的方式，其对应的文件为（System.map）。1、Linux下的文件系统主要分为三个层次:上层用户的应用程序对文件系统的系统调用、虚拟文件系统和挂载到VFS中的各种实际文件系统。2、三种常用的块驱动程序分别是Blkmem驱动层、RAMdisk驱动层、MTD驱动层JFFS2、Yaffs、Romfs和Cramfs。 4、基于RAM的文件系统常见的有Ramdisk和Ramfs/Tmp fs。 5、System V init、Busybox init1、（MTD驱动层）也支持在一块Flash上建立多个Flash分区，没一个分区作为一个MTD block设备，可以把系统软件数据等分配到不同的
贵州大学实验报告 学院：计算机科学与信息专业：软件工程班级：软件091 姓名李鹏学号0908060150 实验组实验时间2011-11-28 指导教师薛现斌成绩实验项目名称嵌入式Linux开发环境的建立 对 P C 机的性能要求CPU:高于奔腾500M 内存：大于128M 硬盘：大于10G 实验步骤1. 安装REDHATLINUX 9.0 在一台PC安装REDHATLINUX 9.0 ，选择Custom定时安装，在选择软件package时将所有包都安装，选择everything,即安全安装。 2 . 开发环境配置 配置网络，包括配置IP地址、NFS服务、防火墙、网络配置只要是要安装好以太网卡。 使用RTL8139网卡，然后配置宿主机IP为192.168.0.121。如果是在多台计算机使用的局域网环境使用此开发设备，IP地址可以根据据具体情况设置。双击eth0d的蓝色区域，进入以太网设置界面。 对于REDHAT9.0，它默认防火墙是打开的，因此对于外来的IP访问它全部拒绝。因此，网络安装完毕后，应立即关闭防火墙。点击红帽子开始菜单，选择安全级别设置，选中无防火墙。 配置NFS：点击主菜单运行系统设置->服务器设置->NFS服务器，点击增加出现如下载界面，载目录（Drictory）：中填入需要共享的路径，在主机（Hosts）：中填入允许进行连接的主机。 3. 配置MINICOM （1）在linux操作系统Xwindow界面下建立终端，在终端的命令行提示符后输入minicom，回车，进入minicom的启动画面。 （2）minicom启动后，先按Ctrl+A键，再按Z键，进入主配置界面。按“O”进入配置界面。按上下键选择scrial port setup ,进入端口设置界面，选择你要的重要选项。
2020年嵌入式L i n u x 系统的搭建与配置过 程精品版
1.摘要 (2) 2.UBOOT，LINUX内核，文件系统的介绍及相互关系..3 2.1嵌入式系统简介 (3) 2.2嵌入式Linux概述 (3) 2.3 UBOOT简介 (4) 3.UBOOT的启动过程 (6) 4.内核的主要功能和裁剪 (7) 4.1Linux的编译 (7) 4.2嵌入式Linux的配置和剪裁 (8) 5.文件系统的制作过程 (8) 6.交叉编译器的搭建和环境变量的设置 (9) 7.驱动程序的编写过程与关键点 (11) 7.1Linux网络驱动程序的结构 (11) 7.2网络驱动程序的基本方法 (12) 7.3网络驱动程序中用到的数据结构 (12) 7.4常用的系统支持 (14) 7.5编写Linux网络驱动程序中需要注意的问题 (18) 8.参考文献 (20)
嵌入式系统是以应用为中心，以计算机为基础，并且软硬件可裁剪，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。嵌入式系统一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序4部分组成，用于实现对其它设备的控制、监视或管理等功能。其广泛应用于控制领域、消费电子产品等行业，已成为现代电子领域的重要研究方向之一。嵌入式Linux的研究已经成为当前信息技术研究的热点，它的应用蕴含着巨大的商业价值，并且己经广泛的应用于各种信息家电、通讯产品、工业控制中。论文首先介绍了ARM和嵌入式Linux操作系统的特点和当前的发展概况。然后阐述了嵌入式Linux开发流程以及移植到具体硬件平台需要完成的工作，如U-Boot的移植、Linux内核的编译与裁剪、文件系统的制作、驱动程序的编写等。 关键字：嵌入式；ARM；嵌入式Linux； Linux内核；驱动程序
参考答案 第一章 p20 一、填空题。 1、嵌入式系统主要融合了计算机软硬件技术、通信技术和微电子技术，它是将计算机直接嵌入到应用系统中，利用计算机的高速处理能力以实现某些特定的功能。 2、目前国内对嵌入式系统普遍认同的定义是：以应用为中心、以计算机技术为基础、内核可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。 3、嵌入式系统一般由嵌入式计算机和执行部件组成，其中嵌入式计算机主要由四个部分组成，它们分别是：硬件层、中间层、系统软件层以及应用软件层。 4、嵌入式处理器目前主要有ARM、MIPS、Power PC、68K等，其中arm处理器有三大特点：体积小、低功耗、的成本和高性能，16/32位双指令集，全球合作伙伴众多。 5、常见的嵌入式操作系统有：Linux、Vxworks、WinCE、Palm、uc/OS-II和eCOS。 6、嵌入式系统开发的一般流程主要包括系统需求分析、体系结构设计、软硬件及机械系统设计、系统集成、系统测试，最后得到最终产品。 二、选择题 1、嵌入式系统中硬件层主要包含了嵌入式系统重要的硬件设备：、存储器（SDRAM、ROM等）、设备I/O接口等。（A） A、嵌入式处理器 B、嵌入式控制器 C、单片机 D、集成芯片 2、20世纪90年代以后，随着系统应用对实时性要求的提高，系统软件规模不断上升，实时核逐渐发展为，并作为一种软件平台逐步成为目前国际嵌入式系统的主流。（D） A、分时多任务操作系统 B、多任务操作系统 C、实时操作系统 D、实时多任务操作系统 3、由于其高可靠性，在美国的火星表面登陆的火星探测器上也使用的嵌入式操作系统是。（B） A、Palm B、VxWorks C、Linux D、WinCE [在此处键入]