嵌入式操作系統(tǒng)實驗一建立交叉編譯環(huán)境.doc

嵌入式操作系統(tǒng)實驗報告姓名王威學號SA12226437所在班級系統(tǒng)芯片實驗名稱實驗一隊友：張圣 苗亞實驗內容1、 準備工作工作：安裝virtualbox虛擬機工具，并安裝ubuntu10.10系統(tǒng)、增強型工具，實現共享文件夾的自動掛載。2、 利用crosstool提供的腳本安裝和相關資源編譯面向的ARM的GCC工具。詳細內容1：安裝虛擬機軟件和虛擬機時要完成的主要步驟有：安裝virtualbox，建立一臺虛擬機，分配內存和硬盤，指定共享文件夾（主機和虛擬機可共同操作），指定操作系統(tǒng)鏡像文件路徑（相當于光盤，第一次啟動時安裝），安裝虛擬操作系統(tǒng)，安裝增強工具包，實現共享文件夾的自動掛載。 有幾點需要注意： 1、虛擬硬盤盡量分配大一些，之后再擴就比較麻煩。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，不能斷網，需要下載各種資源，不然會異常。詳細內容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和庫文件glibc-2.3.2、gdb-6.5。為了完成這樣的目標，我們需要安裝與腳本相關的工具，需要修改crosstool中的配置文件arm.dat以指定編譯的目標位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試器、C庫的版本。最后運行腳本，實現了對GCC工具包的安裝，包括gcc預處理器、匯編器、編譯器、鏈接器、調試器、反匯編工具等等。整個實驗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是因為編譯時需要內核文件。實驗步驟實驗準備：在實驗準備中，在安裝完增強工具包（安裝vmware tools實現與XP文件共享）并重啟之后，需要實現對共享文件夾的自動掛載，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，因為凡是需要隨系統(tǒng)自動啟動的服務、程序等，都可以放在里面。$sudo mkdir /mnt/share$sudo mount -t vboxsf embedded /mnt/shared上面三句話實現了將共享文件夾embeded掛載到了share上。gedit /etc/rc.local將第2句命令添加在exit之前，實現了自動掛載功能。實驗一一、搭建編譯環(huán)境1、安裝于腳本運行相關及其他的工具bison、flex 、build-essential、patch 、libncurses5-dev。$sudo apt-get install bison flex build-essential patch libncurses5-dev運行如下：相關：Linux下有一個SUDO命令，使得普通用戶能夠行使超級用戶的部份權利，在/etc/sudoers中設置了可執(zhí)行sudo指令的用戶。若其未經授權的用戶企圖使用sudo，則會發(fā)出警告的郵件給管理員。用戶使用sudo時，必須先輸入密碼，之后有5分鐘的有效期限，超過期限則必須重新輸入密碼。apt-get 一個下載的命令參數有install 安裝 update 更新 remove 移除 check 檢查。比如: sudo apt-get install samba-3.0-7 下載并安裝一個名字為samba-3.0-7的程序在UNIX早期時代，編寫一個編譯器是一件非常耗時的工作。人們?yōu)榱撕喕_發(fā)過程，開發(fā)了Lex和YACC程序來解決第一個任務，根據用戶描述的語言，生成能夠解決問題的C/C+語言代碼，供開發(fā)者使用。將源代碼文件分解為各種詞匯（Lex）；找到這些詞匯的組成方式（YACC）；GNU軟件協(xié)會開發(fā)了Flex和BISON，其功能與LEX和YACC基本兼容，并且在Lex和YACC提供的功能的基礎上進行了各種擴展。FLex能夠將輸入數據流分類為各類詞匯，為后來的語法分析做準備Bison該文件本質上就是一個C語言的源代碼，作用就是對輸入文件進行語法分析。GNU Bison在Linux下的安裝非常簡單。你可以去它的官方網站上下載安裝包自行安裝，ubuntu系統(tǒng)下更簡單的方法同樣是直接在命令行敲入命令實現。Ubuntu缺省情況下，并沒有提供C/C的編譯環(huán)境，因此還需要手動安裝。如果單獨安裝gcc以及g+比較麻煩，幸運的是，Ubuntu提供了一個build-essential軟件包。 查看該軟件包的依賴關系，可以看到以下內容：$ apt-cache depends build-essentialbuild-essentialDepends: libc6-devDepends: libc6-dev Depends: gcc Depends: g+ Depends: make Depends: dpkg-dev也就是說，安裝了該軟件包，編譯c/c+所需要的軟件包也都會被安裝。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。可以推測我們實驗中的gcc-4.4.5就是在安裝這個軟件包時安裝的。用make menuconfig配置linux內核，要安裝libncurses5-dev 套件。2、 更換sh更換shell語言解釋器$sudo mv /bin/sh /bin/sh.old /備份解釋器 $sudo ln -sf bash /bin/sh /更改軟鏈接，規(guī)定使用bash對腳本進行解釋$echo $SHELL運行如下：/顯示環(huán)境變量的值ln是linux中一個非常重要命令。它的功能是為某一個文件在另外一個位置建立一個同不的鏈接，這個命令最常用的參數是-s,具體用法是：ln -s 源文件 目標文件。當我們需要在不同的目錄，用到相同的文件時，我們不需要在每一個需要的目錄下都放一個必須相同的文件，我們只要在某個固定的目錄，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，不必重復的占用磁盤空間。我們輸入gcc時，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默認使用dash，而不是bash，這是因為由于dash更小，運行更快，還與POSIX兼容而crosstool腳本運行需要用bash進行解釋。需要把Ubuntu默認的dash改為bash。表現為 /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)預定或由您自行定義及修改, 又稱為整體變量.也就是說: 不管你身處何方，這些變量的值都跟著你的環(huán)境而存在。常見的環(huán)境變量:$SHELL 使用哪一種shell$TERM 終端機的型態(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有關的目錄File gcc / file 是檢測文件類型的命令，顯示當前的gcc指向gcc-4.4編譯器rm gcc /刪除gcc命令ls gcc* /看到，已經沒有了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，顯示已經更換到了gcc-4.12、 準備相關資源$mkdir /home/ww/embedded /在主文件夾下建立一個文件夾$cd /home/ww/embedded /進入該文件夾$cp /mnt/shared/crosstool-0.43.tar.gz ./ 將crosstool工具拷貝到這個文件夾并解壓$tar -xvzf crosstool-0.43.tar.gz $cd crosstool-0.43$cp /mnt/shared/gdb-6.5.tar.bz2 ./$cp /mnt/shared/linux-2.6.8.tar.bz2 ./ /進入工具文件夾，并把gdb和內核文件拷貝進來，以供腳本運行時使用。3、 修改配置文件Crosstol工具要想在本機上順利運行必須修改其配置文件，也就是做一下移植。表現為修改編譯的目標，告訴它源文件在哪，編譯到什么地方，編譯什么版本的gcc和C庫函數。1、 修改 arm.dat，指定編譯目標為：TARGET=arm-linuxgedit arm.dat /使用gedit比使用vi要方便的多2、 修改demo-arm.sh。指定源文件所在的位置和編譯結果存放的位置Gedit demo-arm.sh在執(zhí)行過程中創(chuàng)建這個文件夾會出現權限錯誤，需要用管理員權限創(chuàng)建目標文件夾，并修改文件屬性，命令如下：$sudo mkdir /opt/crosstool /建立文件夾$sudo chmod 777 /opt/crosstool /修改讀寫屬性Ubuntu的許多操作是在終端中進行的在圖形界面上，我們可以通過屬性中的權限選項夾進行操作。但是一旦文件的屬性顯示當前用戶沒有讀寫權力時，無法在圖形界面上修改權限。，通過sudo命令管理的文件是由root持有權限的，一般用戶是無法改變的。常用方法如下：sudo chmod 600 （只有所有者有讀和寫的權限）sudo chmod 644 （所有者有讀和寫的權限，組用戶只有讀的權限）sudo chmod 700 （只有所有者有讀和寫以及執(zhí)行的權限）sudo chmod 666 （每個人都有讀和寫的權限）sudo chmod 777 （每個人都有讀和寫以及執(zhí)行的權限）3、 修改要編譯的gcc版本和庫文件版本。選用gcc-3.4.5-glibc-2.3.2，在最后一行前加上#表示注釋。gedit gcc-3.4.5-glibc-2.3.2.dat 查看要編譯的gcc/glibc/gbd版本4、 開始編譯$cp demo-arm.sh arm.sh/備份腳本$./arm.sh/開始運行腳本，編譯。過一段時間之后，查看安裝了哪些工具：$ls /opt/crosstool/gcc-3.4.5-glibc-2.3.2/arm-linux/bin相當于手工安裝了gcc、庫文件、二進制開發(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候都要輸入絕對路徑，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)自動會在添加的路徑中自動尋找目標。刷新bashrc$source /.bashrc6、 編譯程序，測試安裝的正確性1.編寫hello.c$arm-linux-gcc hello.c /編譯該源程序可看到輸出了ARM體系結構下的可執(zhí)行文件，格式為ELF, 當前的X86是沒法辦運行的，交叉編譯，面向不同的處理器。收獲：1、 虛擬機的安裝流程，共享文件夾的自動掛載，及添加自啟動指令的方法。2、 學會了如何利用crosstool腳本安裝交叉編譯環(huán)境，課堂上講了如何手工安裝gcc/庫文件/binutil開發(fā)包，加上嵌入式系統(tǒng)設計實驗課上直接獲取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、 設置環(huán)境變量的方法，可以大大方便開發(fā)，而且對指令的運行，有了更深的認識?？梢韵胂?，cd /ls/cp等這些在usr/bin中的基本應用程序的路徑已經添加在了PATH中。這樣用戶在中斷中輸入的時候，內核可以找到這個程序并執(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發(fā)，但是降低了可讀性，增加了理解難度7、 學會使用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、 對于編輯類的工作，gdit更好用10、 新建虛擬機就是新買了一臺機器，其實就是在硬盤里多了兩個文件夾，一個配置文件夾，一個虛擬機文件夾，刪掉之后就什么都沒了。11、 為什么使用交叉開發(fā)？嵌入式系統(tǒng)多采用交叉編譯的方式，在本機編譯好的程序是不能在本機運行的，需要通過特定的手段（例如燒寫，下載等）安裝到目標系統(tǒng)上執(zhí)行。這種編譯運行的方法比較繁瑣，是受到實際條件限制的。大多數的嵌入式系統(tǒng)目標板系統(tǒng)資源都很有限，無論是存儲空間還是CPU處理能力，都很難達到編譯程序的要求。而且很多目標板是沒有操作系統(tǒng)的，