摘要：交叉開(kāi)發(fā)環(huán)境是嵌入式Linux開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)．后續(xù)的開(kāi)發(fā)過(guò)程幾乎都是基于此環(huán)境的,。而ARM作為一種高性能,、低成本的嵌入式RISC微處理器。已成為應(yīng)用最廣泛的嵌入式處理器,。本文內(nèi)容包括基于32位ARM920T核“GEC2410”開(kāi)發(fā)板的硬件結(jié)構(gòu)和嵌入式Linux交叉開(kāi)發(fā)環(huán)境的概念和配置．開(kāi)發(fā)工具的使用以及交叉調(diào)試器制作的方法,。利用虛擬機(jī)在Windows操作系統(tǒng)下，為“GEC2410”開(kāi)發(fā)板搭建了一個(gè)嵌入式Linux的運(yùn)行平臺(tái),。

　　目前,，隨著ARM技術(shù)的日益成熟和廣泛應(yīng)用，基于ARM核的微處理器已經(jīng)成為嵌入式市場(chǎng)的主流,。而建立面向ARM構(gòu)架的嵌入式操作系統(tǒng)也就成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)問(wèn)題．在眾多的嵌入式操作系統(tǒng)中,，許多開(kāi)發(fā)人員都選擇Hnux，主要是因?yàn)樗窃创a公開(kāi)而且是免費(fèi)的,，可以讓任何人將其修改移植到自己的目標(biāo)平臺(tái)系統(tǒng)里使用,。系統(tǒng)可以通過(guò)配置內(nèi)核，動(dòng)態(tài)地加載和卸載內(nèi)核模塊機(jī)制,，可以方便地在內(nèi)核中添加新的組件或卸載不再需要的內(nèi)核組件,。

　　本文介紹了如何在Windows操作系統(tǒng)下利用Linux虛擬機(jī)、針對(duì)32位ARM920T內(nèi)核的$3C2410微處理器實(shí)現(xiàn)嵌入式LintLx應(yīng)用軟件的交叉開(kāi)發(fā)環(huán)境,，提出了一個(gè)比較完整的解決方案,，并成功地為GEC2410開(kāi)發(fā)板搭建了一個(gè)嵌入式應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境。

　　1 GECMlO開(kāi)發(fā)板硬件構(gòu)成

　　ARM處理器是一種支持16／32位雙指令集的高性能,、低成本,、低功耗的R ISC微處理器，目前已經(jīng)占領(lǐng)了75％以I：的32位RISC嵌入式產(chǎn)品f仃場(chǎng),。本文所選用的ARM920T微處理器屬于中端產(chǎn)品,，應(yīng)用也十分廣泛。$3C2410是32位低功耗RISC宏單元,，其工作頻率為203 MHz,，同時(shí)支持Thumbl6位精。簡(jiǎn)指令集,，從而能以較小的存儲(chǔ)空間需求,，獲得32位的系統(tǒng)性能。64M字節(jié)的SDRAM,，由兩片K4S561632組成,，工作在32位模式下,；64M字節(jié)NAND Flash，采用的是K9F1208,，可以兼容16M,，32M或128M字節(jié)；10M以太網(wǎng)接口,，采用的是CS8900Q3,，帶傳輸和連接指示燈；2路UART串行口,，波特率可高達(dá)115200bps,，并具有RS232電乎轉(zhuǎn)換電路Embedded·ICE（20腳標(biāo)準(zhǔn)JTAG）接口和并口式j(luò)TAG接口，支持ADS,，SDT軟件的卜．載和調(diào)試以及FLASH的燒寫(xiě),。

　　2 嵌入式Linux開(kāi)發(fā)環(huán)境的搭建及開(kāi)發(fā)工具的使用

　　2．1宿主機(jī)——目標(biāo)機(jī)模式

　　進(jìn)行項(xiàng)目開(kāi)發(fā)前，先要做的是搭建一套基于Linux操作系統(tǒng)的應(yīng)用開(kāi)發(fā)環(huán)境,，一般由目標(biāo)板（GEC2410開(kāi)發(fā)板）和宿主機(jī)（LiUUX虛擬機(jī)）所構(gòu)成,。如圖1所示。嵌入式系統(tǒng)通常是一個(gè)資源受限的系統(tǒng),，因此直接在嵌入式系統(tǒng)的硬件平臺(tái)上編寫(xiě)軟件比較困難,，有時(shí)候甚拿是不可能的．目前一般采用的解決辦法是首先在通用計(jì)算機(jī)上編寫(xiě)程序，然后通過(guò)交叉編譯生成目標(biāo)平臺(tái)七可以運(yùn)行的二進(jìn)制代碼格式,，最后再下載到目標(biāo)平臺(tái)上的特定位置．卜運(yùn)行．用來(lái)編譯這種程序的編譯器就叫交叉編譯器,。為了不跟本地編譯器混淆，交叉編澤器的名字一般都有前綴,。例如：arm．1inux—gcc,。交叉開(kāi)發(fā)環(huán)境是指編譯、鏈接和調(diào)試嵌入式應(yīng)用軟件的環(huán)境,，它與運(yùn)行嵌入式應(yīng)用軟件的環(huán)境有所不同,，通常采用宿主機(jī)／目標(biāo)機(jī)模式。

　　2．2 Linux服務(wù)器交叉編譯環(huán)境的建立

　　Linux服務(wù)器是嵌入式Linux內(nèi)核編譯,、應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)、編譯等的公共平臺(tái),，在一個(gè)嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程中,，有許多工作需要通過(guò)它來(lái)完成。交叉編譯工具用于編譯在目標(biāo)系統(tǒng)上運(yùn)行的嵌入式Linux內(nèi)核及應(yīng)用程序,，包括編譯器,、連接器、調(diào)試器以及代碼轉(zhuǎn)換J二具等實(shí)用程序,，一般以瓜縮軟件包的方式提供給我們,，稱為開(kāi)發(fā)工具鏈（Toolchain）．目前基于ARM架構(gòu)的交叉編澤工具鏈為：allll-liuux．gcc-2．95．3,。

　　1）GNU交叉工具鏈的下載

　　從ARM官方網(wǎng)站F載刪．a(chǎn)rm．tinux．org．a(chǎn)k，可以從該站點(diǎn)下載2．95．3工具鏈：

　　ftp：／／tip．a(chǎn)rm．Iinux．org．uk／pub／armlinux／toolehain／cross-2．95．3．tar．bz2

　　2）cross-2．95．3．tar．bz2包的安裝步驟

　　a．#mkdir／mr／local／arm,；

　　b．#cp CROSS一2．95．3．tar．bz2／usr／local／ann,；

　　C．#tar jxvf crog$一2．95．3．tar．bz2；

　　d．添加環(huán)境變量：在文{牛／ete／bashrc文件最后添加：

　　export PATH=／usr／local／arm／2．95．3／bin：$PATH：

　　e．工具鏈安裝完成,。

　　2．3配置NFS服務(wù)的步驟

　　NFS服務(wù)就是將宿主機(jī)的一個(gè)目錄通過(guò)網(wǎng)絡(luò)可以被掛載到其他計(jì)算機(jī)上,。并且作為其他計(jì)算機(jī)的一個(gè)目錄，其目的就是讓不同的機(jī)器,、不同的操作系統(tǒng)之間可以彼此共享文件,。

　　NFS的使用分服務(wù)器端和客戶端，其中服務(wù)器端提供要共享的文件,，客戶端通過(guò)掛載“mount”這一動(dòng)作實(shí)現(xiàn)對(duì)共享文件的訪問(wèn)操作,。下面主要介紹GEC24 10開(kāi)發(fā)板的Linux系統(tǒng)與虛擬機(jī)的LintLx通過(guò)NFS實(shí)現(xiàn)文件共享的方法與步驟：

　　1）在虛擬機(jī)linux配置nfs服務(wù)，編輯nfs配置文件／etdexports,，設(shè)置共享目錄如：vi／etc／exports,，添加：／root／nfs—share·（rw，sync,，no—root—squash）,。rW表示允許下位機(jī)讀寫(xiě)該目錄，no_root_squash允許下位機(jī)以主機(jī)root用戶身份掛載根文件系統(tǒng),。

　　2）在虛擬機(jī)linux啟動(dòng)NFS服務(wù)：（修改配置文件后就需要蕈新啟動(dòng)施服務(wù)）#／etc／init．d／nfs reSTart或者用命令：#service nfs restarto.

　　3）防火墻的關(guān)閉,。選擇系統(tǒng)設(shè)置一》安全級(jí)別，將安全級(jí)別改為“無(wú)防火墻”,。

　　4）用交叉網(wǎng)線連接PC機(jī)（虛擬機(jī)）與開(kāi)發(fā)板,，目的讓兩個(gè)linux處在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)。

　　開(kāi)發(fā)板的ip地址是：192．168．2．223,，因此配置虛擬機(jī)ip為192．168．2開(kāi)頭的ip地址,，如可用下列命令配置：#ifcONfigethO 192．168．2．23。

　　5）在開(kāi)發(fā)板linux系統(tǒng)中掛載虛擬機(jī)linux的NFS共享目錄,，執(zhí)行下列命令：#mkdir／tmp／nfs#mount—t nfs一0 nolock192．168．2．23：／root／nfs—share／trap／nfs,。

　　2．4交叉調(diào)試器的制作

　　2．4．1交叉調(diào)試器的結(jié)構(gòu)

　　程序的調(diào)試足檢杏程序正確性、可靠性,、穩(wěn)定性的重要手段,，也是應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)必不可少的組成部分。嵌入式軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中的交叉調(diào)試與本地軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中的調(diào)試方式有所差別,。本地軟件開(kāi)發(fā)調(diào)試器與被調(diào)試的程序往往運(yùn)行在同一臺(tái)計(jì)算機(jī)}：,。而嵌入式軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中，調(diào)試時(shí)采用的是在宿主機(jī)和目標(biāo)機(jī)之間進(jìn)行的交叉調(diào)試,。調(diào)試器運(yùn)行在宿主機(jī),，但被調(diào)試的進(jìn)程卻是運(yùn)行在目標(biāo)板,。調(diào)試器和被調(diào)試進(jìn)程通過(guò)串口或者網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，調(diào)試器可以控制,、訪問(wèn)被調(diào)試進(jìn)程,，讀取被調(diào)試進(jìn)程的當(dāng)前狀態(tài)，并能夠改變被調(diào)試進(jìn)程的運(yùn)行狀態(tài),。

　　2．4．2制作交叉調(diào)試器的方法

　　1）解壓源碼包：tar zxf gdb一6．0．tar．gz

　　2）配置：cd gdb一6．0

　　mkdir build．．a(chǎn)rm．．1inux

　　cd build．．a(chǎn)rm．．1inux

　?。痗onfigure--target=arm·linux一一prefix=／usr／local／arm／2．95．3／

　　3）編譯：make

　　4）安裝：make install

　　在／usr／locaL／arm／2．95．3／bin／目錄下生成alTfl-linuxgdb工具

　　5）編譯生成針對(duì)f1．Eln處理器的gdbserver

　　a．進(jìn)入sdb源代碼包中的gdb$erver目錄

　　cd sdb-6．0

　　cd gdb／gdbserver

　　b．配置生成gdbserver

　　chmod U+X configure

　　CC=arnl—linux—gcc．／configure一一host=arm-linux

　　c．Make，生成gdbserver,、gdbreplay

　　6）通過(guò)凼,，將gdbserver／gdbreplay到目標(biāo)板中

　　7）啟動(dòng)目標(biāo)板上的gdbserversabserver 192．168．1．88：2345 cross-teat其中192．168．1．88是目標(biāo)板的IP地址。2345是任意指定的端口,，也可以是其他端口,。

　　8）啟動(dòng)宿主機(jī)端arm．1inux-gdb調(diào)試器在宿主機(jī)的工作目錄中有對(duì)應(yīng)的程序和源文件

　　#arm·hnux-柚CI‘OS8一teat

　　（gdb）target remote 192．168．1．88：2345

　　連接遠(yuǎn)程gdbserver

　?。╯ab）b main

　　設(shè)置斷點(diǎn)

　?。⊿db）C運(yùn)行

　　3 結(jié)束語(yǔ)

　　本文在分析了GEC2410開(kāi)發(fā)板和Linux的特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，介紹了嵌入式Linux開(kāi)發(fā)平臺(tái)的搭建過(guò)程,，并詳細(xì)介紹了配置NFS服務(wù)和制作交叉調(diào)試器的方法和步驟,。這樣就可以在此基礎(chǔ)上進(jìn)行各種驅(qū)動(dòng)程序和應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)。