嵌入式操作系统

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,嵌入式操作系统,SkyEye 简介,李春杰,主要内容,SkyEye简介,SkyEye模拟硬件介绍,SkyEye的安装和使用,安装,运行hello,编译并运行,uCLinux,参考教材,源码开放的,嵌入式系统软件分析与实践,基于SkyEye和ARM开发平台,北京航空航天大学出版社 陈渝 李明 等编著,SkyEye简介1,SkyEye是一个,开源,软件项目，中文名字是“天目”。,SkyEye的起源和发展,陈渝：做一个用软件实现的,嵌入式开发硬件模拟器,，可以在模拟器上运行各种操作系统，这样就可以在没有开发板的情况下学习和研究操作系统,Skyeye的网站：,http:/,SkyEye简介2,SkyEye的,目标,：在通用的Linux和Windows平台上实现一个纯软件集成开发环境，模拟多种主流的嵌入式计算机系统。,目前可在SkyEye上运行的系统有：,1）多种嵌入式操作系统，如ARM Linux、Clinux、C/OS-II等,2）各种系统软件，如嵌入 式TCP/IP协议栈lwIP，图形子系统MiniGUI等,可对上述软件系统进行源码级的分析、调试和测试。,SkyEye模拟硬件介绍,目前，SkyEye模拟了大量的硬件，包括CPU内核、存储器、存储器管理单元、缓存单元、串口、网络芯片、时钟等,CPU和开发板系列：,目前SkyEye可以模拟的CPU主要是基于ARM内核的CPU，包括ARM7TDMI，ARM720T， ARM9TDMI，ARM9xx，ARM10xx，StrongARM，XScale等,SkyEye模拟硬件介绍,目前SkyEye模拟的开发板包括,基于Atmel 91X40/AT91RM92 CPU的开发板，基于Crirus Logic ep7312的开发板、基于StrongARM CPU的ADSBITSY开发板，基于XScale PXA250 CPU的LUBBOCK开发板、基于SAMSUNG S3C4510B/S3C44B0 CPU的开发板、基于SHARP LH7A400 CPU的开发板、基于Philip LPC22xx CPU的开发板等。,主要模拟了对应各个开发板的串口、时钟、RAM、ROM、LCD、网络芯片等硬件外设,SkyEye模拟硬件介绍,存储器管理单元和缓存单元,MMU,Memory Management Unit，存储器管理单元，是用来管理虚拟内存系统的硬件。,MMU的两个主要功能是：1）将虚地址转换成物理地址；2）控制存储器的存取权限。,MMU关掉时，虚地址直接输出到物理地址总线,SkyEye模拟硬件介绍,CACHE，缓存单元,主要用于缓存内存中的数据，其读写速度远快于内存的读写速度，所以可以提高CPU的内存数据的访问效率。,write/read buffer硬件单元,write/read buffer硬件单元的作用与CACHE的作用类似。,SkyEye模拟硬件介绍,MMU、CACHE、write/read buffer一般是高性能CPU的重要组成部分，且不同类型CPU的MMU、CACHE、write/read buffer的逻辑行为也有一定的差异。为了支持模拟多种类型CPU的MMU/CACHE，SkyEye包含了一个通用的MMU/CACHE模拟实现。通过对一些参数的调整可以支持模拟多种类型的MMU/CACHE物理结构和逻辑行为。,SkyEye模拟硬件介绍,网络芯片,目前SkyEye模拟了网络芯片8019AS，,其特点是：NE2000兼容，内建16KRAM缓冲区，10MB传输速率。,虽然目前模拟的开发板上不一定有网络芯片8019AS，但可以在模拟的开发板上加上网络芯片8019AS 的模拟。,SkyEye的安装,Linux操作系统,Windows+MingW或cygwin,有两种安装方法,下载源代码，编译并安装,直接安装二进制代码,下载源代码，编译并安装,最新版本情况,下载,为编译的skyeye准备编译环境,解压缩,编译并安装,简单编译,./congure CC=gcc-3.4 /利用gcc-3.4进行编译也可以选用其他合适的版本,Make,sudo make install,判断安装是否成功,下载测试集,最新的skyeye-testsuits，版本为,解压缩,使用skyeye模拟某个板子运行某个Linux,进入到 linux 目录，修改符号连接 skyeye指向编译好的skyeye,rm skyeye,ln -s ././skyeye-1.2.8 rc1/skyeye skyeye,运行如下命令：,cd,././skyeye -c skyeye.conf -e vmlinux,如成功则表示安装成功,在 Linux 的根文件系统中添加 hello,准备交叉编译环境,下载的交叉编译器到你的工作目录 $WDIR,在工作目录 $WDIR 中解压缩（$WDIR 也可以是根目录）,tar jvxf,运行hello,编写简单的 hello.c，并编译,使用 3.4.1 版本的 arm-linux 交叉编译器，静态编译得到 elf格式的可执行文件：,hello.c,看是否安装成功,将 hello 复制到 linux 的根文件系统映像 initrd.img 中,挂载根文件系统映像,mkdir root,sudo mount -o loop initrd.img root,将 hello 拷贝到根文件系统中,sudo cp hello root/bin,卸载根文件系统映像,sudo umount root,使用 skyeye 启动 linux，运行 hello,skyeye -c skyeye.conf -e vmlinux,进入 armlinux 之后，进入 bin 目录，运行 hello,直接安装二进制代码,下载编译好的SkyEye的二进制包,到上找到最合适的版本,例如二进制包在,这里,是,在合适的目录下解压缩,/usr/local/或者/opt/,bz2格式使用“tar -xjvf 压缩文件名,skyeye在解压缩得到的目录中的bin子目录下,将skyeye的路径添加到PATH,修改/.bashrc文件：添加 export PATH=$PATH:所选目录/skyeye-insight/bin（如下图）,为使修改后的.bashrc有效，必须先退出控制台，然后重新启动控制台,运行skyeye，得到进入skyeye的画面，如图：,编译并运行,uCLinux,为uC,Linux安装交叉编译环境并配置uCLinux,编译生成,uC,Linux,和包含应用程序的文件系统,用,skyeye,运行和调试,uC,Linux,内核,1、,安装交叉编译环境,为uC,Linux的开发提供相应的交叉编译工具,如：,arm-elf-tools-20030314.sh,安装,在,root,权限下运行,sh ./arm-elf-tools-20030314.sh,检查一下,对,arm-elf,运用,shell,的,tab,功能可以看到一系列,arm-elf,打头的程序，如,binutils,系列、,gcc,、,gdb,等等,也可以使用命令：arm-elf-gcc -v,测试arm-elf-gcc,编译,arm-elf-gcc -elf2flt -o hello hello.c,得到的输出文件,hello和hello.gdb,检查hello的格式,file hello,如何运行hello？,-Wl,-elf2flt选项让链接器将elf格式转换为flt格式,最新实验表明，直接使用-elf2flt即可,源文件,生成的文件,运行,hello,hello必须在target环境上，无法在host上,如何准备target的运行环境,skyeye=模拟器,uCLinux=操作系统？,文件系统？,？,生成,uCLinux,操作系统,两种方案,使用,skyeye,提供的二进制包,自己动手编译配置,uCLinux,编译配置uClinux,到uClinux,网站的,发行页,上下载,本课例子为,发行版,uClinux-dist-20051110,使用”tar -xzvf”解压缩，得到uClinux-dist目录,在uClinux-dist目录下,第一步：配置uClinux命令：make config在vendor/product选贤中选择GDB/ARMulatorKernel版本选择2.4.x其他选项不变（使用缺省选项）,第二步：编译生成uClinux,和文件系统命令：make dep; make,编译成功？,uClinux-dist目录里将出现一个images目录,在中出现了linux、system.map,image.bin：,包含Linux内核映像和romfs文件系统映像,可以烧写到flash中,romfs.img：romfs文件系统映像,linux：linux内核文件,system.map：,内核符号表,用skyeye运行,ucLinux,制作skyeye的硬件配置文件,第一步，制作skyeye的硬件配置文件,vi skyeye.conf,第二步，提供上面所需的boot.rom,命令：ln -s images/romfs.img boot.rom,将romfs烧写到flash中,第三步，在skyeye下运行,uCLinux,命令：sudo skyeye,进入skyeye后，,命令1：target sim,命令2：load,命令3：run,进入uCLinux,直接使用uCLinux的二进制包,下载skyeye的二进制包,使用“tar -xjvf” 解压缩,使用,uCLinux,作为运行操作系统,使用skyeye运行,cLinux,skyeye linux,target sim,load,run,将hello拷贝到,uCLinux,的,romfs,文件系统中,将boot.rom中的内容在host中解开，方法如下：,mkdir romfs,mkdir /mnt/tmp,mount -o loop boot.rom /mnt/tmp,cp -r /mnt/tmp/* romfs,将hello拷贝到romfs中的bin目录下,重新生成boot.rom映像,genromfs -f boot.rom d romfs/,运行hello,在模拟器上运行,启动模拟器、装载操作系统、装载文件系统,skyeye,file linux,target sim,load,run,进入bin目录运行hello,ARMboot 的运行,ARMboot属于自由软件，,http:/,是针对ARM CPU编写的通用Boot Loader，其作用是,对CPU以及主板进行初始化,加载操作系统或者其他boot image,支持目前市面上的多种ARM板，也可以很容易的移植到新的开发板上,目前ARMboot已经与PPCBoot合并,u-boot,支持PPC、ARM等多种CPU,下载并安装ARMboot,Armboot源码公开，可以在, zxf,README,为了使用arm-elf-打头的交叉编译命令，需要修改中的CROSS_COMPILE变量的值arm-linux-为arm-elf-,或者安装arm-linux-交叉编译包,安装arm-linux-交叉编译包,下载,mkdir p /usr/local/arm,cd /usr/local/arm,tar jxf cross-2.95.3.tar.bz2,这就有了一个arm-linux-交叉编译环境了,修改.bashrc，添加,查看是否安装成功？,退出并重新进入控制台,对“arm-linux-”使用tab键，可以看到所有“arm-linux-”打头的工具,使用命令“arm-linux-gcc -v”查看编译器信息,修改armboot,include/configs/conifg_ep7312.h,配置armboot的启动方式,配置armboot，支持ep7312开发板,make ep7312_config,Build,sudo make all,各种格式的,目标文件,生成的目标文件有三个：,armboot：ELF格式,armboot.bin：二进制映像文件格式,armboot.srec：Motolola的一种格式,此外在根目录的tftpboot目录下也有一个armboot.bin备份,配置skyeye，并运行armboot,首先，新建一个目录代表ep7312的主板,mkdir ep7312forArmboot,将刚才编译成功的armboot.bin拷贝到这个目录下,skyeye支持raw binary和ELF格式，这里我们用raw binary的格式,编辑skyeye.conf,skyeye.conf如下（下页）,此时，ep7312forArmboot主板就配置好了,skyeye.conf,#skyeye config file for armboot cpu: arm720t mach: ep7312 mem_bank: map=I, type=RW, addr=0x80000000, size=0x00010000 #skyeye for armboot flash 16M bank 1 mem_bank: map=M, type=RW, addr=0x00000000, size=0x01000000, file=./armboot.bin,boot=yes #skyeye for armboot sdram 16M bank 1 mem_bank: map=M, type=RW, addr=0xc0000000, size=0x01000000,log: logon=0, logfile=/tmp/c_2.log, start=0, end=10000,运行skyeye进入ARMboot命令界面,ARMboot的命令,U-boot在,skyeye中运行,下载源码,解压缩,tar jvxf,编译 u-boot使用交叉编译器：arm-linux-tools-20061213.tar.gz (gcc 版本为 3.4.4),make ep7312 cong,make all,在skyeye中运行u-boot,可以根据需要修改，在include/configs/ep7312.h中,U-boot的缺省启动方式,修改结束后，配置并编译,make ep7312_config,sudo make all,编写skyeye.conf,#skyeyeconfigfileforubootcpu:arm720tmach:ep7312mem_bank:map=I,type=RW,addr=0x80000000,size=0x00010000#skyeyeforubootflash16Mbank1mem_bank:map=M,type=RW,addr=0x00000000,size=0x01000000,file=./u-boot.bin,boot=yes#skyeyeforubootsdram16mbank1mem_bank:map=M,type=RW,addr=0xc0000000,size=0x01000000,注意这里的内存的地址和容量的分配都是根据uboot里面的ep7312的配置文件调整的。这样也可以是我们对uboot的代码修改做到最小。,运行Skyeye,由于u-boot限时自动boot，所以在run之后要立刻使用“回车”键阻止autoboot,进入u-boot的界面,谢谢听讲,