嵌入式系统实验指导书.doc

实验名称： Clinux操作系统定制、移植和加载实验 一、实验目的和要1、掌握内核交叉编译环境的建立和使用；2、掌握Clinux内核的配置和裁剪； 3、了解Clinux的启动过程。二、实验内容和原理认真阅读实验原理，基于S3C44B0X开发板实现以下内容： 1、准备Clinux内核源代码包； 2、建立Clinux交叉编译环境； 3、配置和编译Clinux内核和romfs根文件系统； 4、下载并运行Clinux； 5、可以基于Clinux编写一个简单的应用程序，例如典型应用程序：“Hello World”。三、实验项目嵌入式操作系统实验。四、实验器材TEB-44B0+试验箱，usb转串口线，J-LINK下载线，双绞线，笔记本电脑。五、实验步骤及结果(一) 实验基本流程为： 1. 在主机的RedHat 9.0系统下，安装uClinux-dist内核源代码发行包和编译内核用的交叉编译器arm-elf-tools； 2. 对Clinux进行配置； 3. 配置完成后进行编译，生成Clinux内核和romfs 根文件系统的映像文件uclinux_rom.bin和romfs.img； 4. 使用U-boot的tftp 协议将映像文件下载到实验平台上运行。(二) 具体实验步骤：1. Clinux内核源代码包的准备 在光驱中插入配套光盘，执行 ：mount /dev/cdrom /mnt/cdrom /挂载光盘 cd /mnt/cdrom ls cd uclinux-dist cp uclinux-dist-teb.tar.gz /opt/ /拷贝Clinux到opt目录 cd /opt tar zxvf uclinux-dist-teb44b0.tar.gz /解包 ls cd uClinux-dist ls 2. Clinux交叉编译环境的建立和使用 本实验使用arm-elf-tools 交叉编译环境arm-elf-tools-20040427.sh。执行如下命令进行安装： cd /mnt/cdrom/tools ls cp arm-elf-tools-20040427.sh /opt/ cd /opt ls sh arm-elf-tools-20040427.sh ls /usr/local/bin/arm-elf-* 可以看到arm-elf-gcc等编译工具已经安装到你使用的机器上了。3. Clinux内核的配置和编译（1） 配置Clinux cd /opt/uClinux-dist make menuconfig 进入Clinux配置（uClinux v3.1.0 Configuration），如图1所示。 图1 Clinux Configuration选中“Kernel/Library/Default Selection ”，敲空格进入。选中内核配置项和用户选项，如图2所示。 图2 uClibc 配置按两次ESC退出，敲回车保存设置。 进入内核配置（Linux Kernel v2.4.24-u0c Configuration），如图3所示 。图3 内核配置选项实验平台Clinux内核配置选项的缺省配置为： 1）系统类型配置System Type中： （Samsung）ARM system type * Set flash/sdram size and base addr (0C000000)(S)DRAM Base Address (00800000)(S)DRAM Size (00000000) FLASH Base Address (00400000) FLASH Size (RAM) Kernel executes from (S3C44B0X-MBA44) Board Implementation 2）通用设置General setup中： * Networking support (ELF) Kernel core(/proc/kcore) format * Support Clinux FLAT format binaries * Support FLAT format compressed binaries * Timer and CPU usage LEDs * Timer LED * CPU usage LED 3）网络环境设置Networking option中 * packet socket * Unix domain socket * TCP/IP networking 4）网络设备支持Network device support中 * Network device support? Ethernet(10 or 100Mbit)中： * Ethernet (10 or 100Mbit) * Other ISA cards * NE2000/NE1000 support * 16Bits mode support 5）控制台设备Console drivers中： * Support Frame buffer devices Frame-buffer support中 * Support for frame buffer devices (EXPERIMENTAL) * Samsung S3C44B0X built-in LCD controller frame buffer support * Advanced low level driver options * 8 bpp packet pixels support * support only 8 pixels wide fonts 6）块设备Block devices中： RAM disk support (1024) Default RAM disk size Initial RAM disk(initrd) support ROM disk memory block device (blkmem) (AMD) FLASH type (AUTO) FLASH size (AUTO) FLASH bit width 7) 文件系统File systems中： * Virtual memory file system support (former shmfs) * /proc file system support * ROM file system support * Second extended fs support 8）字符设备Character devices中： （UART）Serial console device Serial drivers -串口设置 S3C44B0 serial port support * support for console on S3C44B0 serial port (115200) Default S3C44B0 serial baudrate * Virtual terminal 虚拟终端 * support for console on virtual terminal 虚拟终端控制台 其余选项这里暂未选中。 按ESC，回车，保存内核配置。进入用户选项配置。如图4所示。 图4 用户配置选项实验平台用户配置选项的缺省配置为： 1）Core Applications中： * init * enable console shell (Sash) Shell Program * simple history(sash) * expend * version 2）Network Applications中： * ifconfig * ping 3）Mscellaneous Applications中: * cat * cp * ls 4）BusyBox中： * BusyBox * cat * cp * echo * ifconfig * killall * ls * mkdir * mknod * mount * ping * rm * rmdir * rmnod * sleep * umount * vi 4）Mscellaneous Configuration中 (128K) RAMFS Image 其余选项这里暂未选中，建议暂不改变缺省配置，直接使用。 按ESC，回车，保存用户选项配置。（2） 编译Clinux 依次执行如下指令： make dep /建立依赖关系 make clean /(非必需) make lib_only make user_only make romfs make image /忽略此处错误make 编译完成后，会在/opt/uClinux-dist/images目录下生成3个映像文件：uclinux_ram.bin、 uclinux_rom.bin和romfs.img。这3个文件中，后两个是我们要向实验平台的NOR FLASH AM29LV320DB中移植的。第一次编译的过程较慢，再次编译时速度会大大提高！4. 下载Clinux（1） 用J_LINK、usb转串口线和双绞线连接主机和实验平台的核心板。（2） 在主机终端运行J- Flash ARM，下载u-boot.bin到实验平台。a) 启动J-Flash ARM ，进入J-Flash烧写操作界面。 b) 点击 File - New Project c) 点击 Options - Project settings d) 点击CPU 选择Core - ARM7 - Little endian，勾上 Check core ID ，在ID栏输入1F0F0F0F 勾上Use target RAM（faster），在 Addr栏输入10000000 ，速度选择 8KB 修改后如下图所示 e) 点击Flash f) 去掉Automatically detect flash memory前面的勾 g) 点击Select flash device 选择AMD Am29LV320DB，点击OK 点击确定 h) 点击File - Save Project 输入工程名为TEB-44B0+.jflash，点击保存 i) 点击File - Open 选择要下载的映像文件（这里我们选择u-boot.bin），点击打开连接J-LINK仿真器，打开实验平台电源开关 j) 点击Target - Auto ，弹出窗口 k) Flash擦除、编程、校验后，弹出窗口 点击确定，Flash编程完毕。5. 下载Clinux（1） 在主机终端中运行tftp服务器和超级终端。并修改本机IP地址为0。如图5所示。图5 Tftp 设置图（2） 打开实验平台的电源开关，启动实验平台上的U-boot，在5秒内按回车键，进入U-boot的命令提示行。（3） 使用网口和tftp 协议将Clinux内核映像文件uclinux_rom.bin下载到0x0c008000开始的内存（SDRAM）中。tftp 0c008000 uclinux_rom.bin 根据内核映像文件的大小，擦除FLASH中指定扇区，并将映像文件从SDRAM中拷贝到FLASH中。（我们的实验平台设定内核映像在FLASH中的烧写地址应从0x00050000开始。） erase 00050000 000fffff cp.b 0c008000 00050000 a3e42如图6所示：图6 下载并烧写内核映像文件（4） 使用网口和tftp 协议将romfs 根文件系统映像文件romfs.img 下载到0x0c200000开始的内存（SDRA