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3.4Linux系統(tǒng)目錄結(jié)構(gòu)

移植Linux操作系統(tǒng)就是修改平臺(tái)相關(guān)的原文件，因此要知道這些文件在源代碼樹中的位置，也就要了解Linux系統(tǒng)目錄結(jié)構(gòu)，了解源代碼文件的功能。Linux的源代碼非常龐大、復(fù)雜，要完全閱讀理解完整的內(nèi)核代碼幾乎是不可能的，但內(nèi)核代碼文件的組織是非常清晰的，每個(gè)目錄都對(duì)應(yīng)特定功能。系統(tǒng)移植只是涉及其中很小一部分代碼。以內(nèi)核版本2.6為例介紹Linux的目錄結(jié)構(gòu)：1.Arch目錄

arch目錄包括所有硬件結(jié)構(gòu)特定的內(nèi)核代碼。它包含24個(gè)子目錄，每個(gè)子目錄代表一種體系結(jié)構(gòu)，如ARM、i386等，就是關(guān)于ARM等與之相兼容體系結(jié)構(gòu)的子目錄。并必須包含以下子目錄Boot:包括啟動(dòng)內(nèi)核的代碼。Kernel:存放支持體系的核心代碼。

lib:存放庫(kù)函數(shù)。mm:存放內(nèi)存管理代碼。Math-emu：模擬FPU的代碼。2、include:目錄包含編譯核心所需的大部分頭文件。與平臺(tái)無(wú)關(guān)的頭文件放在include/linux子目錄下，與平臺(tái)有關(guān)的頭文件放在include/asm/開頭的子目錄中。3、init:目錄包含核心的初始化代碼。4、mm：目錄存放包括所有獨(dú)立于cpu體系結(jié)構(gòu)的內(nèi)存管理代碼。5、Kernel：目錄為系統(tǒng)主要的核心代碼。6、drivers：目錄中是系統(tǒng)中所有的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。它又進(jìn)一步劃分成幾類設(shè)備驅(qū)動(dòng)，每一種有對(duì)應(yīng)的子目錄，如聲卡的驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)于drivers/sound。

7、lib：目錄包含了核心的庫(kù)代碼，不過(guò)與處理器結(jié)構(gòu)相關(guān)庫(kù)代碼被放在arch/*/lib/目錄下。

8、net：目錄里是核心的網(wǎng)絡(luò)部分代碼，其每個(gè)子目錄對(duì)應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)方面。

9、ipc：目錄包含了核心進(jìn)程間的通信代碼。10、fs目錄存放Linux支持的文件系統(tǒng)代碼。不同的文件系統(tǒng)有不同的子目錄對(duì)應(yīng)，如ext3文件系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的就是ext3子目錄。11、scripts目錄包含用于配置核心的腳本文件。12、documentation目錄下是一些文檔，是對(duì)每個(gè)目錄作用的具體說(shuō)明。

進(jìn)行Linux系統(tǒng)的移植不會(huì)涉及所有的目錄。一般指修改或增加目錄arch/、drivers/、fs/、include/中的某些文件就可以了第4章嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)4.1ARM嵌入式系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)ARM嵌入式系統(tǒng)的軟件通常包括固件（引導(dǎo)程序BootLoader)、操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序。對(duì)于Linux操作系統(tǒng)還需要有一個(gè)根文件系統(tǒng)。bootloader（一次固化）＋內(nèi)核（多次更新）＋根文件系統(tǒng)（多次更新）4.2嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)步驟先在通用計(jì)算機(jī)上編寫程序，然后，通過(guò)交叉編譯，生成目標(biāo)平臺(tái)上可以運(yùn)行的二進(jìn)制代碼格式，最后下載到目標(biāo)平臺(tái)的特定位置上運(yùn)行。Linux操作系統(tǒng)和引導(dǎo)程序的編譯，根文件系統(tǒng)的制作都需要在Linux環(huán)境下進(jìn)行，所以要首先在PC中安裝Linux操作系統(tǒng)。4.2、幾種常用的開發(fā)方法指令集模擬器一種利用PC機(jī)端的仿真開發(fā)軟件模擬調(diào)試的方法。駐留監(jiān)控軟件駐留監(jiān)控程序運(yùn)行在目標(biāo)板上，PC機(jī)端調(diào)試軟件可通過(guò)并口、串口、網(wǎng)口與之交互，以完成程序執(zhí)行、存儲(chǔ)器及寄存器讀寫、斷點(diǎn)設(shè)置等任務(wù)JTAG仿真器通過(guò)ARM芯片的JTAG邊界掃描口與ARM核進(jìn)行通信，不占用目標(biāo)板的資源，是目前使用最廣泛的調(diào)試手段在線仿真器使用仿真頭代替目標(biāo)板上的CPU，可以完全仿真ARM芯片的行為。但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，價(jià)格昂貴，通常用于ARM硬件開發(fā)中4.3嵌入式開發(fā)環(huán)境的建立一、安裝Linux操作系統(tǒng)可在

網(wǎng)站獲得Linux操作系統(tǒng)?？梢酝ㄟ^(guò)光盤或內(nèi)存安裝。二、開發(fā)環(huán)境配置宿主機(jī)與開發(fā)板通過(guò)串口、網(wǎng)口、USB口進(jìn)行通信，可根據(jù)使用的端口對(duì)宿主機(jī)的端口進(jìn)行配置。1、串口1啟動(dòng)后，先按Ctrl＋A鍵，再按Z鍵（注意不是連續(xù)按，Ctrl+A松開后才按Z），進(jìn)入主配置界面

2按“O”進(jìn)入配置界面

3按上下鍵選擇Serialportsetup，進(jìn)入端口設(shè)置界面，這里有幾個(gè)重要選項(xiàng)改為如下值：

（在Changewhichsetting后按哪個(gè)字母就進(jìn)入哪項(xiàng)的配置，如按A進(jìn)行端口號(hào)配置。）

A――――SerialDevice：/dev/ttyS0（端口號(hào)使用串口1）

E――――BPS/par/bits：/1152008N1（波特率）

F，E硬件流，軟件流都改為NO，若要使用PC機(jī)的串口2來(lái)接板子的串口1做監(jiān)控，改為：/dev/ttyS1即可。

4.選好后按ESC鍵退出，選擇Savesetupasdf1保存退出，以后只要啟動(dòng)就是該配置，無(wú)需再做改動(dòng)。2、網(wǎng)口配置

使用網(wǎng)口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸需要配置網(wǎng)口的傳輸協(xié)議，在Linux中主要有NFS和TFTP

配置好傳輸協(xié)議后，還要配置exports目錄，也就是共享目錄。當(dāng)在目標(biāo)機(jī)上mount該目錄時(shí)，就像訪問(wèn)自己機(jī)器中的文件一樣訪問(wèn)該目錄。三、編譯環(huán)境的建立ARM嵌入式系統(tǒng)常用的編輯工具有ADS、Keilarm和ARMgcc等。1、可以從網(wǎng)上下載編譯好的工具鏈，解壓縮后，修改環(huán)境變量，即可以使用。2、下載必備的源代碼，自己編譯，這要花費(fèi)一定的時(shí)間和精力。4.4GNUGCC簡(jiǎn)介GNUGCC是一套面向嵌入式領(lǐng)域的交叉編譯工具，支持多種編程語(yǔ)言、多種優(yōu)化選項(xiàng)并且支持分步編譯、支持多種反匯編方式、支持多種調(diào)試信息格式，目前支持x86、ARM7、StrongARM等多種CPU?；竟δ苋缦拢狠敵鲱A(yù)處理后的C/C++源程序（展開頭文件和宏替換）；輸出C/C++源程序的匯編代碼；輸出二進(jìn)制的目標(biāo)文件；生成靜態(tài)庫(kù)；生成可執(zhí)行文件；轉(zhuǎn)換文件格式。2、GCC編譯程序的基本過(guò)程1、GCC組成C/CC++交叉編譯器arm-elf-gcc通過(guò)調(diào)用其它程序?qū)崿F(xiàn)將程序源文件編譯成目標(biāo)文件的功能。匯編器arm-elf-as將匯編文件轉(zhuǎn)換為ELF格式的可重新定位的目標(biāo)代碼文件。連接器arm-elf-ld根據(jù)鏈接定位文件Linkcmds中的代碼區(qū)、數(shù)據(jù)區(qū)、BSS區(qū)（全局變量）和棧區(qū)等定位信息將可重定位的目標(biāo)模塊鏈接成一個(gè)單一的、絕對(duì)定位的目標(biāo)程序。庫(kù)管理器arm-elf-ar可將多個(gè)可重定位的目標(biāo)模塊歸檔為一個(gè)函數(shù)庫(kù)文件。工程管理器makemake用于自動(dòng)編譯、鏈接程序的使用工具，使用make后就不需要手工地編譯每個(gè)程序文件，要使用make，首先要編寫makefile。其它使用工具目標(biāo)文件格式轉(zhuǎn)換工具arm-elf-objcopy等。工程管理器makemake是用于自動(dòng)編譯、鏈接程序的工具。使用make后就不需要手工編譯每個(gè)程序文件。整個(gè)工程的編譯只需要一個(gè)命令就可以完成編譯、連接以至于最后的執(zhí)行。不過(guò)這需要我們投入一些時(shí)間去完成一個(gè)或者多個(gè)稱之為makefile文件的編寫。makefile描述程序文件之間的依賴關(guān)系以及提供更新文件的命令。命令格式：make[-fmakefile][option][target][-fmakefile]指定makefile，[option]make的選項(xiàng)，[target]make指定的目標(biāo)。

當(dāng)使用make工具進(jìn)行編譯時(shí)，工程中以下幾種文件在執(zhí)行make時(shí)將會(huì)被編譯（重新編譯）：

所有的源文件沒(méi)有被編譯過(guò)，則對(duì)各個(gè)C源文件進(jìn)行編譯并進(jìn)行鏈接，生成最后的可執(zhí)行程序；

每一個(gè)在上次執(zhí)行make之后修改過(guò)的C源代碼文件在本次執(zhí)行make時(shí)將會(huì)被重新編譯；

頭文件在上一次執(zhí)行make之后被修改。則所有包含此頭文件的C源文件在本次執(zhí)行make時(shí)將會(huì)被重新編譯。makefile通常包括以下內(nèi)容：需要由make工具創(chuàng)建的目標(biāo)體（target),通常是目標(biāo)文件或可執(zhí)行文件;要?jiǎng)?chuàng)建的目標(biāo)體所依賴的文件（depency-file);創(chuàng)建每個(gè)目標(biāo)體時(shí)需要運(yùn)行的命令（command).

#Itisaexamplefordescribingmakefile

prog:filea.ofileb.ofilec.o

ccfilea.ofileb.ofilec.o-LS-oprog

filea.o:filea.ca.hdefs

cc-cfilea.c

fileb.o:fileb.cb.hdefs

cc-cfileb.c

filec.o:filec.cc.h

cc-cfilec.c全屏幕編輯器ViLinux系統(tǒng)的第一個(gè)全屏幕交互式編輯程序，是主要的文本編輯工具。Gdb調(diào)試器Linux下的程序調(diào)試工具，Gdb調(diào)試的是可執(zhí)行文件，ADS（ARMDeveloperSuite）是ARM公司推出的關(guān)于ARM處理器的編譯、鏈接和調(diào)試的集成開發(fā)環(huán)境。

ADS將編譯和鏈接集成一個(gè)環(huán)境中，簡(jiǎn)稱CodeWarriorforADS。將仿真調(diào)試環(huán)境集成在一個(gè)稱為ARMextendedDebugger的環(huán)境中，簡(jiǎn)稱AXD.

兩個(gè)環(huán)境都同時(shí)提供了圖形環(huán)境和命令行環(huán)境，兩者各有特色。4.5ADS集成開發(fā)環(huán)境ARMADS由六部分組成：

代碼生成工具（CodeGenerationTools）代碼生成工具由源程序編譯、匯編、鏈接工具集組成。ARM公司針對(duì)ARM系列每一種結(jié)構(gòu)都進(jìn)行了專門的優(yōu)化處理，這一點(diǎn)除了作為ARM結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)者的ARM公司，其他公司都無(wú)法辦到，ARM公司宣稱，其代碼生成工具最終生成的可執(zhí)行文件最多可以比其他公司工具套件生成的文件小20%。

集成開發(fā)環(huán)境（CodeWarriorIDEfromMetrowerks）

CodeWarriorIDE是Metrowerks公司一套比較有名的集成開發(fā)環(huán)境，有不少?gòu)S商將它作為界面工具集成在自己的產(chǎn)品中。CodeWarriorIDE包含工程管理器、代碼生成接口、語(yǔ)法敏感編輯器、源文件和類瀏覽器、源代碼版本控制系統(tǒng)接口、文本搜索引擎等，其功能與VisualStudio相似，但界面風(fēng)格比較獨(dú)特。ADS僅在其PC機(jī)版本中集成了該IDE。

調(diào)試器（Debuggers）

調(diào)試器部分包括兩個(gè)調(diào)試器：ARM擴(kuò)展調(diào)試器AXD（ARMeXtendedDebugger）、ARM符號(hào)調(diào)試器armsd（ARMsymbolicdebugger）。AXD基于Windows9X/NT風(fēng)格，具有一般意義上調(diào)試器的所有功能，包括簡(jiǎn)單和復(fù)雜斷點(diǎn)設(shè)置、棧顯示、寄存器和存儲(chǔ)區(qū)顯示、命令行接口等。Armsd作為一個(gè)命令行工具輔助調(diào)試或者用在其他操作系統(tǒng)平臺(tái)上。指令集模擬器（InstructionSetSimulators）

用戶使用指令集模擬器無(wú)需任何硬件即可在PC機(jī)上完成一部分調(diào)試工作。

ARM開發(fā)包（ARMFirmwareSuite）

ARM開發(fā)包由一些底層的例程和庫(kù)組成，幫助用戶快速開發(fā)基于ARM的應(yīng)用和操作系統(tǒng)。具體包括系統(tǒng)啟動(dòng)代碼、串行口驅(qū)動(dòng)程序、時(shí)鐘例程、中斷處理程序等，Angel調(diào)試軟件也包含在其中。ARM應(yīng)用庫(kù)（ARMApplicationsLibrary）

ADS的ARM應(yīng)用庫(kù)完善和增強(qiáng)了SDT中的函數(shù)庫(kù)，同時(shí)還包括一些相當(dāng)有用的提供了源代碼的例程。用戶使用ARMADS開發(fā)應(yīng)用程序與使用ARMSDT完全相同，同樣是選擇配合Angel駐留模塊或者JTAG仿真器進(jìn)行，目前大部分JTAG仿真器均支持ARMADS。4.