嵌入式操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)一建立交叉編譯環(huán)境.doc

嵌入式操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告姓名王威學(xué)號(hào)SA12226437所在班級(jí)系統(tǒng)芯片實(shí)驗(yàn)名稱實(shí)驗(yàn)一隊(duì)友：張圣 苗亞實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、 準(zhǔn)備工作工作：安裝virtualbox虛擬機(jī)工具，并安裝ubuntu10.10系統(tǒng)、增強(qiáng)型工具，實(shí)現(xiàn)共享文件夾的自動(dòng)掛載。2、 利用crosstool提供的腳本安裝和相關(guān)資源編譯面向的ARM的GCC工具。詳細(xì)內(nèi)容1：安裝虛擬機(jī)軟件和虛擬機(jī)時(shí)要完成的主要步驟有：安裝virtualbox，建立一臺(tái)虛擬機(jī)，分配內(nèi)存和硬盤(pán)，指定共享文件夾（主機(jī)和虛擬機(jī)可共同操作），指定操作系統(tǒng)鏡像文件路徑（相當(dāng)于光盤(pán)，第一次啟動(dòng)時(shí)安裝），安裝虛擬操作系統(tǒng)，安裝增強(qiáng)工具包，實(shí)現(xiàn)共享文件夾的自動(dòng)掛載。 有幾點(diǎn)需要注意： 1、虛擬硬盤(pán)盡量分配大一些，之后再擴(kuò)就比較麻煩。2、共享文件夾不要有中文路徑，不然掛載后看不到中文名稱文件。3、安裝操作系統(tǒng)時(shí)，不能斷網(wǎng)，需要下載各種資源，不然會(huì)異常。詳細(xì)內(nèi)容2：安裝gcc-4.1替換操作系統(tǒng)中的gcc-4.4.5，用它編譯交叉編譯器gcc-3.4.5和庫(kù)文件glibc-2.3.2、gdb-6.5。為了完成這樣的目標(biāo)，我們需要安裝與腳本相關(guān)的工具，需要修改crosstool中的配置文件arm.dat以指定編譯的目標(biāo)位arm-linux。需要修改crosstool中的腳本文件，指定編譯的源文件和目的文件夾（后來(lái)建立），指定配置文件為gcc-3.4.5-glibc-2.3.2.dat，在該配置文件中，指定了交叉編譯器和調(diào)試器、C庫(kù)的版本。最后運(yùn)行腳本，實(shí)現(xiàn)了對(duì)GCC工具包的安裝，包括gcc預(yù)處理器、匯編器、編譯器、鏈接器、調(diào)試器、反匯編工具等等。整個(gè)實(shí)驗(yàn)中我們需要的資源是crosstool-0.43.tar、gdb-6.5.tar、linux-2.6.8.tar，將放置在共享文件夾的crosstool工具拷貝到主文件夾下并解壓，將gbd和linux文件拷貝到crosstool文件夾，拷貝linux-2.6.8.tar是因?yàn)榫幾g時(shí)需要內(nèi)核文件。實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：在實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備中，在安裝完增強(qiáng)工具包（安裝vmware tools實(shí)現(xiàn)與XP文件共享）并重啟之后，需要實(shí)現(xiàn)對(duì)共享文件夾的自動(dòng)掛載，只需要修改etc目錄中的配置文件rc.local，rc.local是很多l(xiāng)inux系統(tǒng)管理員的偏愛(ài)，因?yàn)榉彩切枰S系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)的服務(wù)、程序等，都可以放在里面。$sudo mkdir /mnt/share$sudo mount -t vboxsf embedded /mnt/shared上面三句話實(shí)現(xiàn)了將共享文件夾embeded掛載到了share上。gedit /etc/rc.local將第2句命令添加在exit之前，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)掛載功能。實(shí)驗(yàn)一一、搭建編譯環(huán)境1、安裝于腳本運(yùn)行相關(guān)及其他的工具bison、flex 、build-essential、patch 、libncurses5-dev。$sudo apt-get install bison flex build-essential patch libncurses5-dev運(yùn)行如下：相關(guān)：Linux下有一個(gè)SUDO命令，使得普通用戶能夠行使超級(jí)用戶的部份權(quán)利，在/etc/sudoers中設(shè)置了可執(zhí)行sudo指令的用戶。若其未經(jīng)授權(quán)的用戶企圖使用sudo，則會(huì)發(fā)出警告的郵件給管理員。用戶使用sudo時(shí)，必須先輸入密碼，之后有5分鐘的有效期限，超過(guò)期限則必須重新輸入密碼。apt-get 一個(gè)下載的命令參數(shù)有install 安裝 update 更新 remove 移除 check 檢查。比如: sudo apt-get install samba-3.0-7 下載并安裝一個(gè)名字為samba-3.0-7的程序在UNIX早期時(shí)代，編寫(xiě)一個(gè)編譯器是一件非常耗時(shí)的工作。人們?yōu)榱撕?jiǎn)化開(kāi)發(fā)過(guò)程，開(kāi)發(fā)了Lex和YACC程序來(lái)解決第一個(gè)任務(wù)，根據(jù)用戶描述的語(yǔ)言，生成能夠解決問(wèn)題的C/C+語(yǔ)言代碼，供開(kāi)發(fā)者使用。將源代碼文件分解為各種詞匯（Lex）；找到這些詞匯的組成方式（YACC）；GNU軟件協(xié)會(huì)開(kāi)發(fā)了Flex和BISON，其功能與LEX和YACC基本兼容，并且在Lex和YACC提供的功能的基礎(chǔ)上進(jìn)行了各種擴(kuò)展。FLex能夠?qū)⑤斎霐?shù)據(jù)流分類為各類詞匯，為后來(lái)的語(yǔ)法分析做準(zhǔn)備Bison該文件本質(zhì)上就是一個(gè)C語(yǔ)言的源代碼，作用就是對(duì)輸入文件進(jìn)行語(yǔ)法分析。GNU Bison在Linux下的安裝非常簡(jiǎn)單。你可以去它的官方網(wǎng)站上下載安裝包自行安裝，ubuntu系統(tǒng)下更簡(jiǎn)單的方法同樣是直接在命令行敲入命令實(shí)現(xiàn)。Ubuntu缺省情況下，并沒(méi)有提供C/C的編譯環(huán)境，因此還需要手動(dòng)安裝。如果單獨(dú)安裝gcc以及g+比較麻煩，幸運(yùn)的是，Ubuntu提供了一個(gè)build-essential軟件包。 查看該軟件包的依賴關(guān)系，可以看到以下內(nèi)容：$ apt-cache depends build-essentialbuild-essentialDepends: libc6-devDepends: libc6-dev Depends: gcc Depends: g+ Depends: make Depends: dpkg-dev也就是說(shuō)，安裝了該軟件包，編譯c/c+所需要的軟件包也都會(huì)被安裝。因此如果想在Ubuntu中編譯c/c+程序，只需要安裝build-essential軟件包就可以了?？梢酝茰y(cè)我們實(shí)驗(yàn)中的gcc-4.4.5就是在安裝這個(gè)軟件包時(shí)安裝的。用make menuconfig配置linux內(nèi)核，要安裝libncurses5-dev 套件。2、 更換sh更換shell語(yǔ)言解釋器$sudo mv /bin/sh /bin/sh.old /備份解釋器 $sudo ln -sf bash /bin/sh /更改軟鏈接，規(guī)定使用bash對(duì)腳本進(jìn)行解釋$echo $SHELL運(yùn)行如下：/顯示環(huán)境變量的值ln是linux中一個(gè)非常重要命令。它的功能是為某一個(gè)文件在另外一個(gè)位置建立一個(gè)同不的鏈接，這個(gè)命令最常用的參數(shù)是-s,具體用法是：ln -s 源文件 目標(biāo)文件。當(dāng)我們需要在不同的目錄，用到相同的文件時(shí)，我們不需要在每一個(gè)需要的目錄下都放一個(gè)必須相同的文件，我們只要在某個(gè)固定的目錄，放上該文件，然后在其它的 目錄下用ln命令鏈接（link）它就可以，不必重復(fù)的占用磁盤(pán)空間。我們輸入gcc時(shí)，執(zhí)行的就是它的鏈接。用ls -l命令去察看，可以看到link的路徑了。Ubuntu默認(rèn)使用dash，而不是bash，這是因?yàn)橛捎赿ash更小，運(yùn)行更快，還與POSIX兼容而crosstool腳本運(yùn)行需要用bash進(jìn)行解釋。需要把Ubuntu默認(rèn)的dash改為bash。表現(xiàn)為 /bin/sh 軟鏈接到了/bin/dash，而不是傳統(tǒng)的/bin/bash。echo $SHELL功能是顯示獲知環(huán)境變量$SHELL的值。何謂環(huán)境變量?在所處的環(huán)境中, 那些供系統(tǒng)或應(yīng)用程序取用而固定存在的一種特殊變量。稱之.環(huán)境變量可由系統(tǒng)預(yù)定或由您自行定義及修改, 又稱為整體變量.也就是說(shuō): 不管你身處何方，這些變量的值都跟著你的環(huán)境而存在。常見(jiàn)的環(huán)境變量:$SHELL 使用哪一種shell$TERM 終端機(jī)的型態(tài)$MAIL 郵件收件位置$PATH 程序搜尋路徑。3、 更換gcc$gcc -v /查看當(dāng)前的GCC版本信息顯示如下：gcc version 4.4.5我們需要用gcc-4.1版本來(lái)生成交叉編譯器。$sudo apt-get install gcc-4.1 /獲取并安裝gcc-4.1ls gcc* /使用通配符，顯示usr/bin目錄下與gcc有關(guān)的目錄File gcc / file 是檢測(cè)文件類型的命令，顯示當(dāng)前的gcc指向gcc-4.4編譯器rm gcc /刪除gcc命令ls gcc* /看到，已經(jīng)沒(méi)有了gccln -s gcc-4.1 gcc/建立從gcc到gcc-4.1的鏈接Ls gcc* /新的gccgcc -v /查看新的編譯器版本信息，顯示已經(jīng)更換到了gcc-4.12、 準(zhǔn)備相關(guān)資源$mkdir /home/ww/embedded /在主文件夾下建立一個(gè)文件夾$cd /home/ww/embedded /進(jìn)入該文件夾$cp /mnt/shared/crosstool-0.43.tar.gz ./ 將crosstool工具拷貝到這個(gè)文件夾并解壓$tar -xvzf crosstool-0.43.tar.gz $cd crosstool-0.43$cp /mnt/shared/gdb-6.5.tar.bz2 ./$cp /mnt/shared/linux-2.6.8.tar.bz2 ./ /進(jìn)入工具文件夾，并把gdb和內(nèi)核文件拷貝進(jìn)來(lái)，以供腳本運(yùn)行時(shí)使用。3、 修改配置文件Crosstol工具要想在本機(jī)上順利運(yùn)行必須修改其配置文件，也就是做一下移植。表現(xiàn)為修改編譯的目標(biāo)，告訴它源文件在哪，編譯到什么地方，編譯什么版本的gcc和C庫(kù)函數(shù)。1、 修改 arm.dat，指定編譯目標(biāo)為：TARGET=arm-linuxgedit arm.dat /使用gedit比使用vi要方便的多2、 修改demo-arm.sh。指定源文件所在的位置和編譯結(jié)果存放的位置Gedit demo-arm.sh在執(zhí)行過(guò)程中創(chuàng)建這個(gè)文件夾會(huì)出現(xiàn)權(quán)限錯(cuò)誤，需要用管理員權(quán)限創(chuàng)建目標(biāo)文件夾，并修改文件屬性，命令如下：$sudo mkdir /opt/crosstool /建立文件夾$sudo chmod 777 /opt/crosstool /修改讀寫(xiě)屬性Ubuntu的許多操作是在終端中進(jìn)行的在圖形界面上，我們可以通過(guò)屬性中的權(quán)限選項(xiàng)夾進(jìn)行操作。但是一旦文件的屬性顯示當(dāng)前用戶沒(méi)有讀寫(xiě)權(quán)力時(shí)，無(wú)法在圖形界面上修改權(quán)限。，通過(guò)sudo命令管理的文件是由root持有權(quán)限的，一般用戶是無(wú)法改變的。常用方法如下：sudo chmod 600 （只有所有者有讀和寫(xiě)的權(quán)限）sudo chmod 644 （所有者有讀和寫(xiě)的權(quán)限，組用戶只有讀的權(quán)限）sudo chmod 700 （只有所有者有讀和寫(xiě)以及執(zhí)行的權(quán)限）sudo chmod 666 （每個(gè)人都有讀和寫(xiě)的權(quán)限）sudo chmod 777 （每個(gè)人都有讀和寫(xiě)以及執(zhí)行的權(quán)限）3、 修改要編譯的gcc版本和庫(kù)文件版本。選用gcc-3.4.5-glibc-2.3.2，在最后一行前加上#表示注釋。gedit gcc-3.4.5-glibc-2.3.2.dat 查看要編譯的gcc/glibc/gbd版本4、 開(kāi)始編譯$cp demo-arm.sh arm.sh/備份腳本$./arm.sh/開(kāi)始運(yùn)行腳本，編譯。過(guò)一段時(shí)間之后，查看安裝了哪些工具：$ls /opt/crosstool/gcc-3.4.5-glibc-2.3.2/arm-linux/bin相當(dāng)于手工安裝了gcc、庫(kù)文件、二進(jìn)制開(kāi)發(fā)包binutil、gbd等工具5、 配置環(huán)境變量為了不使你每次使用交叉編譯工具的時(shí)候都要輸入絕對(duì)路徑，你需要配置環(huán)境變量，將你的交叉編譯工具存放的位置的路徑增加到PATH變量中：$vim /.bashrc 用VI編輯器打開(kāi)bashrc文件增加如下一行：Export PATH=$PATH:/opt/crosstool/gcc-3.4.5-glibc-2.3.2/arm-linux/bin添加程序搜索路徑。類似于在編譯環(huán)境中添加頭文件路徑一樣，系統(tǒng)自動(dòng)會(huì)在添加的路徑中自動(dòng)尋找目標(biāo)。刷新bashrc$source /.bashrc6、 編譯程序，測(cè)試安裝的正確性1.編寫(xiě)hello.c$arm-linux-gcc hello.c /編譯該源程序可看到輸出了ARM體系結(jié)構(gòu)下的可執(zhí)行文件，格式為ELF, 當(dāng)前的X86是沒(méi)法辦運(yùn)行的，交叉編譯，面向不同的處理器。收獲：1、 虛擬機(jī)的安裝流程，共享文件夾的自動(dòng)掛載，及添加自啟動(dòng)指令的方法。2、 學(xué)會(huì)了如何利用crosstool腳本安裝交叉編譯環(huán)境，課堂上講了如何手工安裝gcc/庫(kù)文件/binutil開(kāi)發(fā)包，加上嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課上直接獲取GUN工具鏈，基本掌握了三種建立交叉編譯環(huán)境的方法。3、 Linux的基本指令如：cd ls cp rm mkdir exit tar file 連接指令ln 超級(jí)用戶指令sudo 獲取安裝指令apt-get install mv 更新系統(tǒng)指令sudo aptitude update 、獲取變量值echo 通配符的使用，cd+.tab、4、 設(shè)置環(huán)境變量的方法，可以大大方便開(kāi)發(fā)，而且對(duì)指令的運(yùn)行，有了更深的認(rèn)識(shí)?？梢韵胂?，cd /ls/cp等這些在usr/bin中的基本應(yīng)用程序的路徑已經(jīng)添加在了PATH中。這樣用戶在中斷中輸入的時(shí)候，內(nèi)核可以找到這個(gè)程序并執(zhí)行。5、 接觸了兩種不同的腳本命令解釋器。6、 利用ln鏈接和環(huán)境變量都可以方便開(kāi)發(fā)，但是降低了可讀性，增加了理解難度7、 學(xué)會(huì)使用sudo chmod修改文件夾的屬性8、 VI指令：i插入、dd刪去一行，shift+zz保存并退出。Delete刪除字符。9、 對(duì)于編輯類的工作，gdit更好用10、 新建虛擬機(jī)就是新買(mǎi)了一臺(tái)機(jī)器，其實(shí)就是在硬盤(pán)里多了兩個(gè)文件夾，一個(gè)配置文件夾，一個(gè)虛擬機(jī)文件夾，刪掉之后就什么都沒(méi)了。11、 為什么使用交叉開(kāi)發(fā)？嵌入式系統(tǒng)多采用交叉編譯的方式，在本機(jī)編譯好的程序是不能在本機(jī)運(yùn)行的，需要通過(guò)特定的手段（例如燒寫(xiě)，下載等）安裝到目標(biāo)系統(tǒng)上執(zhí)行。這種編譯運(yùn)行的方法比較繁瑣，是受到實(shí)際條件限制的。大多數(shù)的嵌入式系統(tǒng)目標(biāo)板系統(tǒng)資源都很有限，無(wú)論是存儲(chǔ)空間還是CPU處理能力，都很難達(dá)到編譯程序的要求。而且很多目標(biāo)板是沒(méi)有操作系統(tǒng)的，