ARM & linux 嵌入式系统实验教程.pdf

双实科技 Linux 实验指导教材 第 1 篇 嵌入式 Linux 开发基础知识 .............................................................................................5 1.1 嵌入式 Linux 简介 ...........................................................................................................5 1.2 嵌入式 Linux 开发平台简介............................................................................................7 1.2.1 概述..........................................................................................................................7 1.2.2 功能描述..................................................................................................................9 1.4 建立嵌入式 Linux 开发环境..........................................................................................17 1.4.1 RedHat linux 的安装...............................................................................................17 1.4.2 开发环境的配置（NFS） ......................................................................................30 第二篇 开发环境与开发工具的熟悉..............................................................................................36 2.1 Linux 基础命令 ................................................................................................................36 1、 实验目的............................................................................................................36 2、 实验设备............................................................................................................36 3、 实验原理............................................................................................................36 4、 实验步骤............................................................................................................38 2.2 Linux 下编辑器 VI 的操作 ..............................................................................................43 1、 实验目的............................................................................................................43 2、 实验设备............................................................................................................43 3、 实验原理............................................................................................................43 4、 实验步骤............................................................................................................47 2.3 Minicom 实验 ..................................................................................................................49 1、 实验目的............................................................................................................49 2、 实验设备............................................................................................................49 3、 实验原理............................................................................................................49 4、 实验步骤............................................................................................................49 2.4 Gcc 编译器.....................................................................................................................53 1、 实验目的............................................................................................................53 2、 实验设备............................................................................................................53 3、 实验原理............................................................................................................53 4、 实验步骤............................................................................................................58 2.5 GDB 调试器.......................................................................................................................61 1、 实验目的..........................................................................................................61 2、 实验设备..........................................................................................................61 3、 实验原理..........................................................................................................61 4. 实验步骤.........................................................................................................64 上 海 张 江 高 科 技 园 区 毕 升 路 299 弄 3 号 楼 202 室 电 话 : 86-21-33932278 邮 件: supports@sinosys.com.cn 网 址: www.sinosys.com.cn 传 真 : 86-21-33932273 第 1 页 共 175 页 双实科技 2.6 交叉编译器的安装..........................................................................................................70 1、 实验目的............................................................................................................70 2、 实验设备............................................................................................................70 3、 实验原理............................................................................................................70 4、 实验步骤............................................................................................................71 2.7 Linux 下的 Makefile ...................................................................................................74 1、 实验目的............................................................................................................74 2、 实验设备............................................................................................................74 3、 实验原理............................................................................................................74 4、 实验步骤............................................................................................................80 2.8 通过 JTAG 口下载映像到开发板....................................................................................84 1、 实验目的............................................................................................................84 2、 实验设备............................................................................................................84 3、 实验原理............................................................................................................84 4、 实验步骤............................................................................................................88 第三篇 构建嵌入式系统..................................................................................................................90 3.1 编译 BootLoader(uboot) ..............................................................................................90 1、 实验目的............................................................................................................90 2、 实验设备............................................................................................................90 3、 实验原理............................................................................................................90 3.1. Bootloader 介绍...............................................................................................90 3.2. Bootloader 的启动...........................................................................................90 3.3. Bootloader 的种类...........................................................................................93 3.4. U-Boot 源码结构...............................................................................................94 4、 实验步骤............................................................................................................95 3.2 编译嵌入式 Linux 内核................................................................................................100 1、 实验目的..........................................................................................................100 2、 实验设备..........................................................................................................100 3、 实验原理..........................................................................................................100 4、 实验步骤..........................................................................................................103 3.3 构建嵌入式 Linux 文件系统........................................................................................107 1、 实验目的..........................................................................................................107 2、 实验设备..........................................................................................................107 3、 实验原理..........................................................................................................107 4、 实验步骤..........................................................................................................110 3.4 制作和烧写 Cramfs 文件系统......................................................................................118 1、 实验目的..........................................................................................................118 2、 实验设备..........................................................................................................118 3、 实验原理..........................................................................................................118 4、 实验步骤..........................................................................................................120 第四篇 Linux 应用编程实验 ........................................................................................................128 4.1 多线程应用程序设计......................................................................................................128 1、 实验目的..........................................................................................................128 2、 实验内容..........................................................................................................128 上 海 张 江 高 科 技 园 区 毕 升 路 299 弄 3 号 楼 202 室 电 话 : 86-21-33932278 邮 件: supports@sinosys.com.cn 网 址: www.sinosys.com.cn 传 真 : 86-21-33932273 第 2 页 共 175 页 双实科技 3、 预备知识..........................................................................................................128 4、 实验设备..........................................................................................................128 5、 实验原理..........................................................................................................128 6、 实验步骤..........................................................................................................131 7、 思考题..............................................................................................................134 4.2 串口端口应用程序设计..................................................................................................135 1、 实验目的..........................................................................................................135 2、 实验内容..........................................................................................................135 3、 预备知识..........................................................................................................135 4、 实验设备..........................................................................................................135 5、 实验原理..........................................................................................................135 6、 实验步骤..........................................................................................................138 7、 思考题..............................................................................................................141 4.4 GPRS 通信实验 ................................................................................................................142 1、 实验目的..........................................................................................................142 2、 实验内容..........................................................................................................142 3、 预备知识..........................................................................................................142 4、 实验设备..........................................................................................................142 5、 实验原理..........................................................................................................142 6、 实验步骤..........................................................................................................149 7、 思考题..............................................................................................................149 第五篇 Linux 驱动模块实验 ........................................................................................................150 5.1 内核驱动设计入门—模块方式驱动..............................................................................150 1、 实验目的..........................................................................................................150 2、 实验内容..........................................................................................................150 3、 预备知识..........................................................................................................150 4、 实验设备..........................................................................................................150 5、 实验原理..........................................................................................................150 6、 实验步骤..........................................................................................................161 7、 思考题..............................................................................................................161 5.2 系统中断实验—键盘中断的实现..................................................................................162 1、 实验目的..........................................................................................................162 2、 实验内容..........................................................................................................162 3、 预备知识..........................................................................................................162 4、 实验设备..........................................................................................................162 5、 实验原理..........................................................................................................162 6、 实验步骤..........................................................................................................166 7、 思考题..............................................................................................................166 5.3 CAN 驱动的实现............................................................................................................167 1、 实验目的..........................................................................................................167 2、 实验内容..........................................................................................................167 3、 预备知识..........................................................................................................167 4、 实验设备..........................................................................................................167 5、 实验原理..........................................................................................................167 上 海 张 江 高 科 技 园 区 毕 升 路 299 弄 3 号 楼 202 室 电 话 : 86-21-33932278 邮 件: supports@sinosys.com.cn 网 址: www.sinosys.com.cn 传 真 : 86-21-33932273 第 3 页 共 175 页 双实科技 6、 实验步骤..........................................................................................................170 7、 思考题..............................................................................................................170 5.4 SD 驱动使用实验 ............................................................................................................172 1、 实验目的..........................................................................................................172 2、 实验内容..........................................................................................................172 3、 预备知识..........................................................................................................172 4、 实验设备..........................................................................................................172 5、 实验原理..........................................................................................................172 5.1. SD 记忆卡系统概念........................................................................................172 5.2. 总线拓扑..........................................................................................................172 5.3. SD 总线............................................................................................................173 5.4. SD 记忆卡 – 引脚和寄存器........................................................................173 5.5. SD 卡的硬件连接图.........................................................................................174 6、 实验步骤..........................................................................................................175 7、 思考题..............................................................................................................175 上 海 张 江 高 科 技 园 区 毕 升 路 299 弄 3 号 楼 202 室 电 话 : 86-21-33932278 邮 件: supports@sinosys.com.cn 网 址: www.sinosys.com.cn 传 真 : 86-21-33932273 第 4 页 共 175 页 双实科技 第1篇 嵌入式 Linux 开发基础知识 1.1 嵌入式 Linux 简介 随着微处理器的产生，价格低廉、结构小巧的 CPU 和外设连接提供了稳定可靠的硬件架 构，那么限制嵌入式系统发展的瓶颈就突出表现在了软件方面。尽管从八十年代末开始，陆 续出现了一些嵌入式操作系统，比较著名的有 Vxwork、pSOS、Neculeus 和 Windows CE。但这 些专用操作系统都是商业化产品，其高昂的价格使许多低端产品的小公司望而却步；而且， 源代码封闭性也大大限制了开发者的积极性。另外，结合国内实情，当前国家对自主操作系 统的大力支持，也为源码开放的 LINUX 的推广提供的广阔的发展前景。还有，对上层应用开 发者而言，嵌入式系统需要的是一套高度简练、界面友善、质量可靠、应用广泛、易开发、 多任务，并且价格低廉的操作系统。在不久的将来，从冰箱到收音机都会内置处理器。因为 Linux 的开放性，许多人认为 Linux 非常适合多数 Internet 设备。他们认为 Linux 可以支持 不同的设备，支持不同的配置。Linux 对厂商不偏不倚而且成本极低，能够很快成为用于各种 设备的操作系统。如今，业界已经达成共识：即嵌入式 linux 是大势所趋，其巨大的市场潜 力与酝酿的无限商机必然会吸引众多的厂商进入这一领域。 嵌入式操作系统主要有 Palm OS，Windows CE，EPOC,LinuxCE,QNX,ECOS,LYNX，高端嵌 入式系统要求许多高级的功能，如图形用户界面和网络支持 。很多高端 RTOS 供应商已经提 供了这些功能，但其价格也很高端，一般人难以接受。微软的 Windows CE 也有此类功能，却 不具备大多数嵌入式系统要求的实时性能，而且难以移植，也曾经有人想以 DOS 为基础用单 独的第三方工具拼凑一个系统，但这种努力将是白费。现在需要的是一个便宜、成熟并且提 供高端嵌入式系统所必须特性的操作系统，嵌入式 Linux 操作系统以价格低廉、功能强大又 易于移植而正在被广泛采用，成为新兴的力量，所以，众多商家纷纷转向了嵌入式 linux。 Linux 为嵌入操作系统提供了一个极有吸引力的选择，它是个和 Unix 相似、以核心为基 础的、完全内存保护、多任务多进程的操作系统。支持广泛的计算机硬件,包括 X86,Alpha,Sparc,MIPS,PPC,ARM,NEC,MOTOROLA 等现有的大部分蕊片。程式源码全部公开，任 何人可以修改并在 GNU 通用公共许可证(GNU General Public License)下发行,这样，开发人 员可以对操作系统进行定制，再也不必担心像 MS windows 操作系统中"后门"的威胁。同时由 于有 GPL 的控制,大家开发的东西大都相互兼容，不会走向分裂之路。Linux 用户遇到问题时 可以通过 Internet 向网上成千上万的 Linux 开发者请教,这使最困难的问题也有办法解决。 Linux 带有 Unix 用户熟悉的完善的开发工具，几乎所有的 Unix 系统的应用软件都已移植到了 Linux 上。Linux 还提供了强大的网络功能，有多种可选择窗口管理器（X windows）。其强大 的语言编译器 gcc、g++等也可以很容易得到。不但成熟完善、而且使用方便。 ★选择 linux 的原因 ◆可应用于多种硬件平台。Linux 已经被移植到多种硬件平台，这对受开销、时间限制的 研究与开发项目是很有吸引力的。原型可以在标准平台上开发然后移植到具体的硬件上，加 快了软件与硬件的开发过程。 ◆Linux 可以随意地配置不需要任何的许可证或商家的合作关系。 ◆它是免费的，源代码可以得到。这是最吸引人的。毫无疑问，这会节省大量的开发费 上 海 张 江 高 科 技 园 区 毕 升 路 299 弄 3 号 楼 202 室 电 话 : 86-21-33932278 邮 件: supports@sinosys.com.cn 网 址: www.sinosys.com.cn 传 真 : 86-21-33932273 第 5 页 共 175 页 双实科技 用。 ◆它本身内置网络支持。 ◆Linux 的高度模块化使添加部件非常容易。 ◆Linux 在台式机上的成功，使大家看到了 linux 在嵌入式系统中的辉煌前 上 海 张 江 高 科 技 园 区 毕 升 路 299 弄 3 号 楼 202 室 电 话 : 86-21-33932278 邮 件: supports@sinosys.com.cn 网 址: www.sinosys.com.cn 传 真 : 86-21-33932273 第 6 页 共 175 页 双实科技 1.2 嵌入式 Linux 开发平台简介 Sinosys-EP8347 嵌入式处理器平台是一种针对网络存贮市场设计的高性能主板。该主板 基于 Freescale 的 MPC8347E 进行设计，具有高性能、低功耗的特点。CPU 主频可达 667MHz。 主板上集成了可扩展到 256MB 的 DDR SDRAM 和可以扩展到 16MB 的 FLASH 存储器。 Sinosys-EP8347 带有丰富的外围接口：2 个独立的 1000/100/10 以太网接口，2 个 RS232 接口，1 个 3.3V 的 PCI 接口，4 个 SATA 接口，1 个 USB 接口和 1 个扩展总线接口。MPC8347 SATA SBC 内嵌了强大的安全处理器。很多典型的加解密算法都可以通过硬件完成，对于网络 安全应用来说，这是一个很好的帮助。您可以使用套件提供 的各种开发工具按照自己的意图或需要设计各种各样的应用程序，而我们也提供了很多精彩 的应用制作实例供您参考，并配备了完善的实验设计指导手册。 1.2.1 概述 a) ARM9-M31 开发板硬件特性 上 海 张 江 高 科 技 园 区 毕 升 路 299 弄 3 号 楼 202 室 电 话 : 86-21-33932278 邮 件: supports@sinosys.com.cn 网 址: www.sinosys.com.cn 传 真 : 86-21-33932273 第 7 页 共 175 页 双实科技 上 海 张 江 高 科 技 园 区 毕 升 路 299 弄 3 号 楼 202 室 电 话 : 86-21-33932278 邮 件: supports@sinosys.com.cn 网 址: www.sinosys.com.cn 传 真 : 86-21-33932273 第 8 页 共 175 页 双实科技 1.2.2 功能描述 本节描述 SinoSys-M31 功能方面的特性。下图为 SinoSys-M31 内在架构。 上 海 张 江 高 科 技 园 区 毕 升 路 299 弄 3 号 楼 202 室 电 话 : 86-21-33932278 邮 件: supports@sinosys.com.cn 网 址: www.sinosys.com.cn 传 真 : 86-21-33932273 第 9 页 共 175 页 双实科技 b) ARM920T S3C2440A CPU ARM920T 核由 ARM9TDMI、存储管理单元(MMU)和高速缓存三部分组成。其中，MMU 可以管理虚拟内存，高速缓存由独立的 16KB 地址和 16KB 数据高速 Cache 组成。ARM920T 有 两个内部协处理器：CPl4 和 CPl5。CPl4 用于调试控制，CPl5 用于存储系统控制以及测试控 制。 S3C2440A 的片上资源包括： ·1 个 LCD 控制器(支持 STN 和 TFT 的液晶显示屏) ·32K 的 Cache ·SDRAM 控制器 ·3 个通道的 UART ·4 个通道的 DMA ·2 通道 SPI ·AC97 解码接口 ·RTC 模块 ·4 个具有 PWM 功能的计时器和 1 个内部时钟 ·8 通道的 10 位 ADC ·触摸屏接口 ·I2C 总线接口 ·I2S 总线接口 ·2 个 USB 主机接口，1 个 USB 设备接口 ·2 个 SPI 接口 ·SD 接口和 MMC 卡接口 ·看门狗计数器 ·117 位通用 I/O 口和 24 位外部中断源 ·8 通道 10 位 AD 控制器 ·摄像头接口 c) Memory Map 下表是SinoSys-M31 的内存分布表。该表说明了系统外设的片选空间。 (1) 不使用NAND FLASH 启动，16MB NOR FLASH 与CS0 连接。 上 海 张 江 高 科 技 园 区 毕 升 路 299 弄 3 号 楼 202 室 电 话 : 86-21-33932278 邮 件: supports@sinosys.com.cn 网 址: www.sinosys.com.cn 传 真 : 86-21-33932273 第 10 页 共 175 页 双实科技 (2) 使用NAND FLASH 启动，16MB NOR FLASH 与CS1 连接 d) 时钟资源 在时钟方面S3C2440A 有着突出的特点，该芯片集成了一个具有日历功能的RTC 和具有 PLL(MPLL 和UPLL)的芯片时钟发生器。MPLL 产生主时钟，能够使处理器工作频率最高达到 400MHz。这个工作频率能够使处理器轻松运行于Windows CE、Linux 等操作系统以及进行较 为复杂的信息处理。UPLL 产生实现主从USB 功能的时钟。下表描述了控制引脚OM2 和OM3 的组合与时钟操作模式之间的关系。本系统采用OM[3：2]=00，EXTCLK=VDD 的操作模式。 上 海 张 江 高 科 技 园 区 毕 升 路 299 弄 3 号 楼 202 室 电 话 : 86-21-33932278 邮 件: supports@sinosys.com.cn 网 址: www.sinosys.com.cn 传 真 : 86-21-33932273 第 11 页 共 175 页 双实科技 e) 引导方式 S3C2440X 支持从NAND FLASH 启动，NAND FLASH 具有容量大、比NOR FLASH 价 格低等特点。系统采用NAND FLASH 与SDRAM 组合，可以获得非常高的性价比。 用户可以将引导代码和操作系统镜像存放在外部的NAND FLASH 中，并从NAND FLASH 启动。当处理器在这种模式下上电复位时，内置的NAND FLASH 将访问控制接口， 并将引导代码自动加载到内部SRAM(此时该SRAM 定位于起始地址空间0x00000000，容量 为4KB)并且运行。之后，SRAM 中的引导程序将操作系统镜像加载到SDRAM 中，操作系 统就能够在SDRAM 中运行。启动完毕后，4KB 的启动SRAM 就可以用于其他用途。如果 从其他方式启动，启动ROM 就要定位于内存的起始地址空间0x00000000，处理器直接在ROM 上运行启动程序，而4KB 启动SRAM 被定位于内存地址的0x40000000 处。 f) 中断分配 S3C2440X 的中断控制器能接收来自56 个中断源的请求。这些中断源由内部的外围设 备提供(如DMA 控制器、UART 等)。下表S3C2440X 的中断源： 上 海 张 江 高 科 技 园 区 毕 升 路 299 弄 3 号 楼 202 室 电 话 : 86-21-33932278 邮 件: supports@sinosys.com.cn 网 址: www.sinosys.com.cn 传 真 : 86-21-33932273 第 12 页 共 175 页 双实科技 本系统的外部中断分配 上 海 张 江 高 科 技 园 区 毕 升 路 299 弄 3 号 楼 202 室 电 话 : 86-21-33932278 邮 件: supports@sinosys.com.cn 网 址: www.sinosys.com.cn 传 真 : 86-21-33932273 第 13 页 共 175 页 双实科技 上 海 张 江 高 科 技 园 区 毕 升 路 299 弄 3 号 楼 202 室 电 话 : 86-21-33932278 邮 件: supports@sinosys.com.cn 网 址: www.sinosys.com.cn 传 真 : 86-21-33932273 第 14 页 共 175 页 双实科技 1.3 嵌入式 Linux 开发流程简介 在一个嵌入式系统中使用 Linux 开发，根据应用需求的不同有不同的配置开发方法，但 是一般都要经过如下的过程： a) 建立开发环境 操作系统一般使用 RedHat-Linux，版本从 7 到 9 都可以，选择定制安装或全部安装，通 过网络下载相应的 GCC 交叉编译器进行安装（例如 arm-Linux-gcc、arm-μclibc-gcc），或者 安装产品厂家提供的交叉编译器。 b) 配置开发主机 配置 MINICOM，一般的参数为波特率为 115 200bps，数据位为 8 位，停止位为 1，无奇偶 校验，软件硬件流控设为无。在 Windows 下的超级终端的配置也是这样的。MINICOM 软件的作 用是作为调试嵌入式开发板的信息输出的监视器和键盘输入的工具。配置网络，主要是配置 NFS 网络文件系统，需要关闭防火墙，简化嵌入式网络调试环境设置过程。 c) 建立引导装载程序 BOOTLOADER 从网络上下载一些公开源代码的 BOOTLOADER，如 U-BOOT、BLOB、VIVI、LILO、ARM-BOOT、 RED-BOOT 等，根据自己具体的芯片进行移植修改。有些芯片没有内置引导装载程序，例如三 星的 ARM7、ARM9 系列芯片，这样就需要编写开发板上 Flash 的烧写程序，网络上有免费下载 的 Windows 下通过 JTAG 并口简易仿真器烧写 ARM 外围 Flash 芯片的烧写程序，也有 Linux 下 的公开源代码的 J-Flash 程序。如果不能烧写自己的开发板，就需要根据自己的具体电路进 行源代码修改。这是系统正常运行的第一步。如果购买了厂家的仿真器当然比较容易烧写 Flash，这对于需要迅速开发自己产品的人来说可以极大地提高开发速度，但是其中的核心技 术是无法了解的。 d) 下载别人已经移植好的 Linux 操作系统 如μCLinux、ARM-Linux、PPC-Linux 等，如果有专门针对所使用的 CPU 移植好的 Linux 操作系统那是再好不过的，下载后再添加自己的特定硬件的驱动程序，进行调试修改，对于 带 MMU 的 CPU 可以使用模块方式调试驱动，对于μCLinux 这样的系统则需编译进内核进行调 试。 e) 建立根文件系统 从 www.busybox.net 下载使用 BUSYBOX 软件进行功能裁减，产生一个最基本的根文件系 统，再根据自己的应用需要添加其他程序。默认的启动脚本一般都不会符合应用的需要，所 以 就 要 修 改 根 文 件 系 统 中 的 启 动 脚 本 ， 它 的 存 放 位 置 位 于 /etc 目 录 下 ， 包 括 ： /etc/init.d/rc.S 、 /etc/profile 、 /etc/.profile 等 ， 自 动 挂 装 文 件 系 统 的 配 置 文 件 /etc/fstab，具体情况会随系统不同而不同。根文件系统在嵌入式系统中一般设为只读，需 要使用 mkcramfs、genromfs 等工具产生烧写映像文件。 f) 建立应用程序的 Flash 磁盘分区 一般使用 JFFS2 或 YAFFS 文件系统，这需要在内核中提供这些文件系统的驱动，有的系 统使用一个线性 Flash（NOR 型）512KB～32MB，有的系统使用非线性 Flash（NAND 型）8～512MB， 有的两个同时使用，需要根据应用规划 Flash 的分区方案。 g) 开发应用程序 应用程序可以放入根文件系统中，也可以放入 YAFFS、JFFS2 文件系统中，有的应用不使 用根文件系统，直接将应用程序和内核设计在一起，这有点类似于μCOS-II 的方式。 h) 烧写内核、根文件系统、应用程序 上 海 张 江 高 科 技 园 区 毕 升 路 299 弄 3 号 楼 202 室 电 话 : 86-21-33932278 邮 件: supports@sinosys.com.cn 网 址: www.sinosys.com.cn 传 真 : 86-21-33932273 第 15 页 共 175 页 双实科技 i) 发布产品 上 海 张 江 高 科 技 园 区 毕 升 路 299 弄 3 号 楼 202 室 电 话 : 86-21-33932278 邮 件: supports@sinosys.com.cn 网 址: www.sinosys.com.cn 传 真 : 86-21-33932273 第 16 页 共 175 页 双实科技 1.4 建立嵌入式 Linux 开发环境 嵌入式 Linux 开发环境有以下几个方案： 1. 基于 PC 机的 Windows 操作系统下的 cygwin。 2. 在 Windows 下安装虚拟机后，再在虚拟机中安装 Linux 操作系统. 3. 直接安装 Linux 操作系统. 由于基于 Windows 环境要么有兼容性问题，要么速度有影响，所以推荐读者使用纯 Linux 操作系统环境。我们实际的开发环境为 RedHat9.0，它已经支持中文，并且包含了绝大 部分的开发工具，不用担心装了 Linux 就能使用 Windows 问题，一般情况都是用户已经有了 Windows 操作系统，再安装 Linux，Linux 会自动安装一个叫做 GRUB 的启动引导软件，可以 选择引导多个操作系统。 1.4.1 RedHat linux 的安装 简单地说，Linux 是一套免费使用和自由传播的类 Unix 操作系统，是一个基于 POSIX 和 UNIX 的多用户、多任务、支持多线程和多 CPU 的操作系统。它能运行主要的 UNIX 工具软件、 应用程序和网络协议。它支持 32 位和 64 位硬件。Linux 继承了 Unix 以网络为核心的设计 思想，是一个性能稳定的多用户网络操作系统。它主要用于基于 Intel x86 系列 CPU 的计算 机上。这个系统是由全世界各地的成千上万的程序员设计和实现的。其目的是建立不受任何 商品化软件的版权制约的、全世界都能自由使用的 Unix 兼容产品! Linux 以它的高效性和灵活性著称。Linux 模块化的设计结构，使得它既能在价格昂贵 的工作站上运行，也能够在廉价的 PC 机上实现全部的 Unix 特性，具有多任务、多用户的能 力。Linux 是在 GNU 公共许可权限下免费获得的，是一个符合 POSIX 标准的操作系统。Linux 操作系统软件包不仅包括完整的 Linux 操作系统，而且还包括了文本编辑器、高级语言编译 器等应用软件。它还包括带有多个窗口管理器的 X-Windows 图形用户界面，如同我们使用 Windows NT 一样，允许我们使用窗口、图标和菜单对系统进行操作。 Linux 具有 Unix 的优点：稳定、可靠、安全，有强大的网络功能。在相关软件的支持下， 可实现 WWW、FTP、DNS、DHCP、E-mail 等服务，还可作为路由器使用，利用 ipchains/iptables 可构建 NAT 及功能全面的防火墙。 Linux 有很多发行版本，较流行的有：RedHat Linux、Debian Linux、RedFlag Linux 等。 RedHat Linux,支持 Intel，Alpha 和 SPARC 平台，具有丰富的软件包。可以说，RedHat Linux 是 Linux 世界中非常容易使用的版本，它操作简单，配置快捷，独有的 RPM 模块功能 使得软件的安装非常方便. g) RedHat Linux9.0 的安装 在开始安装Linux 之前，请首先收集一下相关硬件信息。如果不能确定系统对硬件的兼 容性可以到http://hardware.redhat.com 进行查询。为Linux 准备一个5G 以上空间（建议 值）大小的分区。如果使用VM Ware 的话，相关的设置请查看网上相关的教程。然后就可以 开始我们的Linux 安装之旅了。 第一步 首先我们准备好三张安装光盘，用第一张光盘引导计算机。从光盘启动后会出现如图1 所示画面，这是一个提示符状态，可以通过输入不同的命令来选择不同的安装模式。1.图形 上 海 张 江 高 科 技 园 区 毕 升 路 299 弄 3 号 楼 202 室 电 话 : 86-21-33932278 邮 件: supports@sinosys.com.cn 网 址: www.sinosys.com.cn 传 真 : 86-21-33932273 第 17 页 共 175 页 双实科技 安装（直接回车） 2.文本安装（输入 linux text）为了避免不必要的麻烦，我们直接按回 车键，用缺省模式安装。 图1 第二步 然后会询问用户是否对光盘完整性进行检查，如图2，一般来说选择"Skip"就可以。 图2 第三步 接下来就进入了Red Hat Linux 的图形安装界面如图3 所示。Red Hat Linux 的安装向导 上 海 张 江 高 科 技 园 区 毕 升 路 299 弄 3 号 楼 202 室 电 话 : 86-21-33932278 邮 件: supports@sinosys.com.cn 网 址: www.sinosys.com.cn 传 真 : 86-21-33932273 第 18 页 共 175 页 双实科技 的智能化程度也很高，通过使用鼠标指指点点就可以完成安装。 图3 第四步 选择在整个安装过程中使用的语言如图4 所示，这里我们当然选择“Chinese(Simplified) (简体中文)”。 图4 第五步 键盘配置如图5 所示，选择"U.S. English"。（除非使用特殊键盘类型，否则不需要对键 上 海 张 江 高 科 技 园 区 毕 升 路 299 弄 3 号 楼 202 室 电 话 : 86-21-33932278 邮 件: supports@sinosys.com.cn 网 址: www.sinosys.com.cn 传 真 : 86-21-33932273 第 19 页 共 175 页 双实科技 盘进行特殊配置。） 图5 第六步 鼠标配置如图6 所示，安装程序通常会选择正确的鼠标类型，直接单击“下一步”。 图6 第七步 选择安装类型如图7 所示，Red Hat 提供了三种不同类型的软件包套件，个人桌面，工 作站和服务器。可以根据自己的需要选择不同的安装类型。这里我们选择“定制”。 上 海 张 江 高 科 技 园 区 毕 升 路 299 弄 3 号 楼 202 室 电 话 : 86-21-33932278 邮 件: supports@sinosys.com.cn 网 址: www.sinosys.com.cn 传 真 : 86-21-33932273 第 20 页 共 175 页 双实科技 图7 第八步 硬盘分区如图8 所示。Linux 操作系统下分区划分和Windows 的不同。习惯了Windows 工作模式的朋友在这一步可能会遇到困难。但是不要害怕，下面的每一步都弄明白就可以顺 利完成分区过程。选择“用 Disk Druid 手工分区”，单击“下一步”。这里选择“自动分区” 会有破坏硬盘原有数据的可能性。 图8 第九步 开始对硬盘进行分区如图9 所示，在这里可以看到目前现有磁盘的分区情况。我们可以 通过双击空闲的磁盘空间或者点击“新建”按钮来为Linux 创建一个新的分区。 上 海 张 江 高 科 技 园 区 毕 升 路 299 弄 3 号 楼 202 室 电 话 : 86-21-33932278 邮 件: supports@sinosys.com.cn 网 址: www.sinosys.com.cn 传 真 : 86-21-33932273 第 21 页 共 175 页 双实科技 图9 第十步 我们双击空闲的磁盘分区，会出现一个添加分区的对话框如图 10 所示，在“挂载点”的 下拉列表中选择/，也就是“根挂载点”。在“文件系统类型”的下拉列表中选择 ext3，这个 是 Linux 所使用的文件系统类型。为分区指定空间大小，起始柱面不需要更改，点击终止柱 面输入框后面的上下箭头来根据需要调整分区大小。点击“确定”按钮。在整个 Linux 系统 中有且只有一个根挂载点，这个将是整个系统的根目录。Linux 并不像 Windows 和 DOS 操 作系统有很多盘符，每个盘符都有一个“根目录”。Linux 系统下的/目录永远是目录树的最 底层。 图 10 第十一步 上 海 张 江 高 科 技 园 区 毕 升 路 299 弄 3 号 楼 202 室 电 话 : 86-21-33932278 邮 件: supports@sinosys.com.cn 网 址: www.sinosys.com.cn 传 真 : 86-21-33932273 第 22 页 共 175 页 双实科技 双击空闲空间为Linux 系统创建页面分区如图11 所示。在“文件系统类型”下拉列表中 选择swap，通过调整终止柱面来制定分区大小。点击“确定”按钮。swap 空间的大小一般为 物理内存的2-3 倍。如果不知道物理内存的具体数值，可以点击终止柱面数据框后面的上下 箭头来把“大小(MB)”后面的数值调整为512(±4)，一般来说都可以满足需要。 图11 第十二步（可选） 默认情况下Linux 系统下的应用程序的是存放在/usr 目录的，如果空间充足可以为/usr 目录单独指定挂载点。如图12 所示，在“挂载点”后的下拉列表中选择/usr，其他项目设置 方法同“第九步” 图 12 第十三步 上 海 张 江 高 科 技 园 区 毕 升 路 299 弄 3 号 楼 202 室 电 话 : 86-21-33932278 邮 件: supports@sinosys.com.cn 网 址: www.sinosys.com.cn 传 真 : 86-21-33932273 第 23 页 共 175 页 双实科技 引导装载程序设置如图13 所示。现在多系统共存已经是司空见惯了的事情了。Red Hat 提供的GRUB 工具提供了多系统启动的解决方案。直接单击下一步就可以了。 图 13 第十四步 网络配置如图14 所示，这个根据自己的网络情况进行相应配置。如果对网络不是很了解。 可以直接单击下一步跳过。 图 14 第十五步 防火墙配置如图15 所示。Red Hat 提供了三种安全级别的防火墙配置，可以根据自己的 上 海 张 江 高 科 技 园 区 毕 升 路 299 弄 3 号 楼 202 室 电 话 : 86-21-33932278 邮 件: supports@sinosys.com.cn 网 址: www.sinosys.com.cn 传 真 : 86-21-33932273 第 24 页 共 175 页 双实科技 需要进行选择。如果作为服务器，那么需要打开提供服务使用的端口。 因为我们的Red Hat 只用于开发，因此不需要防火墙。 图 15 第十六步 附加语言支持如图16 所示，选择可能会用到的语言，以提供相关语言的显示、输入。 图 16 第十七步 设置时区如图17 所示。 上 海 张 江 高 科 技 园 区 毕 升 路 299 弄 3 号 楼 202 室 电 话 : 86-21-33932278 邮 件: supports@sinosys.com.cn 网 址: www.sinosys.com.cn 传 真 : 86-21-33932273 第 25 页 共 175 页 双实科技 图 17 第十八步 设置根口令如图18 所示。Linux 系统下有一个根用户，在系统中拥有至高无上的权利， 用户名是root。一般来说只有在对系统进行管理时才使用此用户。建议密码满足一定复杂性 要求。 图 18 第十九步 验证配置如图19 所示。如果没有特殊要求，或者不知道这个是什么。请单击下一步。 上 海 张 江 高 科 技 园 区 毕 升 路 299 弄 3 号 楼 202 室 电 话 : 86-21-33932278 邮 件: supports@sinosys.com.cn 网 址: www.sinosys.com.cn 传 真 : 86-21-33932273 第 26 页 共 175 页 双实科技 图 19 第二十步（在第七步选择“定制”的情况下） 选择软件包如图20 所示。Red Hat 为用户提供丰富的应用软件，按功能进行了分类。如 果你想编译内核或QT 时少出问题，请选择“全部”。 图 20 第二十一步 上 海 张 江 高 科 技 园 区 毕 升 路 299 弄 3 号 楼 202 室 电 话 : 86-21-33932278 邮 件: supports@sinosys.com.cn 网 址: www.sinosys.com.cn 传 真 : 86-21-33932273 第 27 页 共 175 页 双实科技 准备开始安装如图21 所示的全部工作都做好后，就可以开始进行文件复制了。 图 21 第二十二步 安装过程中会提示更换光盘如图22 所示。 图 22 第二十三步 换第三张盘！ 上 海 张 江 高 科 技 园 区 毕 升 路 299 弄 3 号 楼 202 室 电 话 : 86-21-33932278 邮 件: supports@sinosys.com.cn 网 址: www.sinosys.com.cn 传 真 : 86-21-33932273 第 28 页 共 175 页 双实科技 图 23 第二十四步 图 24 第二十五步 完成Linux 的安装，单击退出按钮，Linux 就可以启动工作了。如图25 所示 上 海 张 江 高 科 技 园 区 毕 升 路 299 弄 3 号 楼 202 室 电 话 : 86-21-33932278 邮 件: supports@sinosys.com.cn 网 址: www.sinosys.com.cn 传 真 : 86-21-33932273 第 29 页 共 175 页 双实科技 图 25 1.4.2 开发环境的配置（NFS） 1、 预备知识 1. 什么是 NFS ( Network FileSystem ) 我们要先来了解一下，什么是 NFS 呢？所谓的 NFS 就是 Network FileSystem 的缩写， 最早之前是由 Sun 这家公司所发展出来的。他最大的功能就是可以透过网络，让不同的机器、 不同的操作系统、可以彼此分享个别的档案 ( share file )，所以，也可以简单的将他看做是一 个 file server。这个 NFS Server 可以让你的 PC 来将网络远程的 NFS 主机分享的目录，挂 载到本地端的机器当中，所以，在本地端的机器看起来，那个远程主机的目录就好像是自己 的 partition 一般。 就如同上面的图标一样，当我们的 NFS Server 设定好了之后，其它的 Client 端就可以 直接在 Server 上面存取资料。也就是说，其它的 Personal Computer 可以“挂载 NFS server 所提供的文件或目录”，而且挂载之后，这个目录看起来就像你的本地端的磁盘区块一般，只 要权限对了，那么你可以使用 cp, cd, mv, rm... 等等磁盘或档案相关的指令。虽然 NFS 有属 于自己的协议与使用的 port number，但是在数据传送或者其它相关信息传递的时候， NFS 使 用的则是一个称为远程过程调用( Remote Procedure Call, RPC )的协议来协助 NFS 本身的运 上 海 张 江 高 科 技 园 区 毕 升 路 299 弄 3 号 楼 202 室 电 话 : 86-21-33932278 邮 件: supports@sinosys.com.cn 网 址: www.sinosys.com.cn 传 真 : 86-21-33932273 第 30 页 共 175 页 双实科技 作。 2. 什么是 RPC ( Remote Procedure Call ) 由字面上的意思来看“远程过程调用”就是一些程序( Program )在执行远程联机时，需要 用到的程序。简单的来说，当我们在使用某些服务来进行远程联机的时候，有些信息，例如 主机的 IP、服务的 port number、与对应到的服务之 PID 等等，都需要管理与对应。这些管 理 port 的对应与服务相关性的工作，就是这个 Remote Procedure Call, RPC 的任务了。 如果我们将 NFS 与 RPC 两者的相关性连接起来的话，那么你应该就可以知道： NFS 本身 的服务并没有提供资料传递的协议，但是 NFS 却能让我们进行档案的分享，这其中的原因， 就是 NFS 使用到一些其它相关的传输协议。而这些传输的协议，就是使用到这个所谓的 RPC 的功能。这也就是说，NFS 本身就是使用 RPC 的一个 program 。同时要注意到的是，在某 些状况中，不但跑 NFS 的 Server 需要激活 RPC 的服务，连带的，要挂载 NFS partition 的 Client 机器，也需要同步激活 RPC 才行。这样 Server 端与 Client 端才能藉由 RPC 的协议 来进行 program port 的对应。 3. 服务器端的设定（以 LINUX 为例） 服务器端的设定都是在/etc/exports 这个文件中进行设定的，设定格式如下： 欲分享出去的目录 主机名称 1 或者 IP1(参数 1，参数 2） 主机名称 2 或者 IP2（参数 3，参 数 4） 上面这个格式表示，同一个目录分享给两个不同的主机，但提供给这两台主机的权限和 参数是不同的，所以分别设定两个主机得到的权限。 可以设定的参数主要有以下这些： 1. rw：可读写的权限； 2. ro：只读的权限； 3. no_root_squash：登入到 NFS 主机的用户如果是 ROOT 用户，他就拥有 ROOT 的权 限，此参数很不安全，建议不要使用。 4. root_squash：这个选项不允许 root 用户访问挂载上来的 NFS 卷。 5. all_squash：不管登陆 NFS 主机的用户是什么都会被重新设定为 nobody。 6. anonuid：将登入 NFS 主机的用户都设定成指定的 user id,此 ID 必须存在于/etc/passwd 中。 7. anongid：同 anonuid 。 8. sync：资料同步写入存储器中。 9. async：资料会先暂时存放在内存中，不会直接写入硬盘。 10. insecure：允许从这台机器过来的非授权访问。 例如可以编辑/etc/exports 为： /tmp *(rw,no_root_squash) /home/public 192.168.0.*(rw) *(ro) /home/test 192.168.0.100(rw) /home/linux *.the9.com(rw,all_squash,anonuid=40,anongid=40) 设定好后可以使用以下命令启动 NFS: /etc/rc.d/init.d/portmap start (在 REDHAT 中 PORTMAP 是默认启动的） /etc/rc.d/init.d/nfs start 4. exportfs 命令： 如果我们在启动了 NFS 之后又修改了/etc/exports，是不是还要重新启动 nfs 呢？这个时候 上 海 张 江 高 科 技 园 区 毕 升 路 299 弄 3 号 楼 202 室 电 话 : 86-21-33932278 邮 件: supports@sinosys.com.cn 网 址: www.sinosys.com.cn 传 真 : 86-21-33932273 第 31 页 共 175 页 双实科技 我们就可以用 exportfs 命令来使改动立刻生效，该命令格式如下： exportfs [-aruv] -a ：全部 mount 或者 unmount /etc/exports 中的内容 -r ：重新 mount /etc/exports 中分享出来的目录 -u ：umount 目录 -v ：将详细的信息输出到屏幕上。 具体例子： [root @test root]# exportfs -rv （全部重新 export 一次） exporting 192.168.0.100:/home/test exporting 192.168.0.*:/home/public exporting *.the9.com:/home/linux exporting *:/home/public exporting *:/tmp reexporting 192.168.0.100:/home/test to kernel exportfs -au （全部都卸载） 客户端的操作 a) showmount 的用法。 showmount -a ：这个参数是一般在 NFS SERVER 上使用，是用来显示已经 mount 上本机 nfs 目录 的 cline 机器。 -e ：显示指定的 NFS SERVER 上 export 出来的目录。 例如： showmount -e 192.168.0.30 Export list for localhost: /tmp * /home/linux *.linux.org /home/public (everyone) /home/test 192.168.0.100 b) mount nfs 目录的方法： mount -t nfs hostname(orIP):/directory /mount/point 具体例子： Linux: mount -t nfs 192.168.0.1:/tmp /mnt/nfs Solaris:mount -F nfs 192.168.0.1:/tmp /mnt/nfs BSD: mount 192.168.0.1:/tmp /mnt/nfs 5. 2、 NFS 的使用 （1） 准备 首先，连接实验箱的电源，串口线，网线。然后输入下面的命令配置本机的IP。 #ifconfig eth0 10.0.0.10 （2） 修改/etc/exports 输入下面命令，修改/etc/exports 文件，把我们的工作目录/root/Myjob 公布出去。如图1 所 示。 #vi /etc/exports 上 海 张 江 高 科 技 园 区 毕 升 路 299 弄 3 号 楼 202 室 电 话 : 86-21-33932278 邮 件: supports@sinosys.com.cn 网 址: www.sinosys.com.cn 传 真 : 86-21-33932273 第 32 页 共 175 页 双实科技 /root/Myjob 10.0.0.*(rw,no_root_squash) 图1 （3） 激活 portmap 与 nfs 服务 输入下列命令激活portmap 和nfs 服务: #/etc/rc.d/init.d/portmap start #/etc/rc.d/init.d/nfs start （4） 确认可用目录 输入下列命令确认可用目录, 如图 2 所示。 #showmount –e 10.0.0.10 图2 （5） 在本机内建立挂载点 为了确保 NFS 服务已经正确启动，在正式把实验箱和 PC 连接前，我们先在 PC 本机上进 行挂载测试。输入下面命令建立挂载点。 #mkdir /root/Myjob_NFS （6） 进行测试性挂载 输入下面的命令，进行实际的挂载。如图 3 所示。 上 海 张 江 高 科 技 园 区 毕 升 路 299 弄 3 号 楼 202 室 电 话 : 86-21-33932278 邮 件: supports@sinosys.com.cn 网 址: www.sinosys.com.cn 传 真 : 86-21-33932273 第 33 页 共 175 页 双实科技 #mount –t nfs 10.0.0.10:/root/Myjob /root/Myjob_NFS #cd /root/Myjob #ls #cd /root/Myjob_NFS #ls 图3 从上图我们可以看出，Myjob 和 Myjob_NFS 的内容完全一样。再次查看前一实验生成的 test 文件的类型为 ARM 格式。尝试在 PC 上运行这个程序会出现如图的错误，因为这并不是 PC 的程序，下面我们将会把程序放到实验箱中的 Linux 在运行。 （7） 配置实验箱的NFS客户端 a) 在确定 NFS 服务端没有问题后，现在可以在实验箱上进行实际的挂载。输入下 面命令。 #minicom 打开实验箱电源，这时，你将会在 minicom 的窗口中看到实验箱的 linux 启动的 信息，如图 4 所示。配置实验箱网口 1 的 IP #ifconfig eth0 10.0.0.11 上 海 张 江 高 科 技 园 区 毕 升 路 299 弄 3 号 楼 202 室 电 话 : 86-21-33932278 邮 件: supports@sinosys.com.cn 网 址: www.sinosys.com.cn 传 真 : 86-21-33932273 第 34 页 共 175 页 双实科技 图4 b) 建立挂载目录 #cd /tmp #mkdir Myjob c) 进行挂载(这时最好关闭防火墙) # mount –t nfs 10.0.0.10:/root/Myjob /tmp/Myjob d) 测试上一实验生成的可执行文件 test, 如图 5 所示 #cd /tmp/Myjob #./test 图5 上 海 张 江 高 科 技 园 区 毕 升 路 299 弄 3 号 楼 202 室 电 话 : 86-21-33932278 邮 件: supports@sinosys.com.cn 网 址: www.sinosys.com.cn 传 真 : 86-21-33932273 第 35 页 共 175 页 双实科技 第二篇 开发环境与开发工具的熟悉 2.1 Linux 基础命令 1、 实验目的 z 熟练运行 Linux 的基础命令 2、 实验设备 z 硬件：PC 机 z 软件：Red Hat9 3、 实验原理 Linux 虽然是免费的，但它的确是一个非常优秀的操作系统，与 MS－WINDOWS 相比具 有可靠、 稳定、速度快等优点,且拥有丰富的根据 UNIX 版本改进的强大功能。下面，作为一 个典型的 DOS 和 WINDOWS 用户，让我们一起来学习 Linux 的一些主要命令，希望大家能 尽快进入到 Linux 的世界里。 3.1. su su 命令是最基本的命令之一，常用于不同用户间切换。例如，如果登录为 user1，要切 换为 user2，只要用如下命令： $su user2 然后系统提示输入 user2 口令，输入正确的口令之后就可以切换到 user2。完成之后就可 以用 exit 命令返回到 user1。 su 命令的常见用法是变成根用户或超级用户。如果发出不带用户名的 su 命令 ，则系统 提示输入根口令，输入之后则可切换为根用户。 如果登录为根用户，则可以用 su 命令成为系统上任何用户而不需要口令。 3.2. pwd pwd 命令也是最常用最基本的命令之一，用于显示用户当前所在的目录。 3.3. cd cd 命令不仅显示当前状态，还可以改变当前状态，它的用法跟 dos 下的 cd 命令基本一致。 cd ..可进入上一层目录 cd -可进入上一个进入的目录 cd ~可进入用户的 home 目录 3.4. ls 上 海 张 江 高 科 技 园 区 毕 升 路 299 弄 3 号 楼 202 室 电 话 : 86-21-33932278 邮 件: supports@sinosys.com.cn 网 址: www.sinosys.com.cn 传 真 : 86-21-33932273 第 36 页 共 175 页 双实科技 ls 命令跟 dos 下的 dir 命令一样，用于显示当前目录的内容。 如果想取得详细的信息，可用 ls -l 命令， 这样就可以显示目录内容的详细信息。 如果目录下的文件太多，用一屏显示不了，可以用 ls -l |more 分屏显示 。 3.5. cat cat 通常是用来在屏幕上滚动显示文件的内容。它的格式是： cat〈filename〉 3.6. find find 命令用于查找文件。这个命令可以按文件名、建立或修改日期、所有者(通常是建立 文件的用户)、文件长度或文件类型进行搜索。 find 命令的基本结构如下： $find 其中指定从哪个目录开始搜索。指定搜索条件。表示找到文件怎么处理。一般来说，要 用-print 动作，显示整个文件路径和名称。如果没有这个动作，则 find 命令进行所要搜索而不 显示结果。 例如，要搜索系统上所有名称为 ye 的文件，可用如下命令： $find / -name ye -print 3.7. tar tar 最初用于建立磁带备份系统，目前广泛用于建立文件发布档案。可用如下方法建立 tar 档案： $tar cvf 例如，如果要将当前目录中所有文件存档到 ye.tar 中，可用如下命令： $tar cvf ye.tar *.* 要浏览档案内容，将 c 选项变成 t。如果要浏览 ye.tar 档案中的内容，可用如下命令： $tar tvf ye.tar 要取出档案内的内容，将 c 选项变成 x。如果要将 ye.tar 档案中的内容取到当前目录中， 可用如下命令： $tar xvf ye.tar 3.8. gzip gzip 命令用于压缩文件。 例如，如果要将 ye.txt 文件压缩，可用如下命令： $gzip ye.txt 这样就可以压缩文件并在文件名后面加上 gz 扩展名，变成文件 ye.txt.gz。 解压缩文件可用 gzip -d 命令实现： $gzip -d ye.txt.gz 这样就可以解压缩文件并删除 gz 扩展名。除此之外还可以用 gunzip 命令来解压缩文件， 效果跟用 gzip -d 命令一样。 旧版的 tar 命令不压缩档案，可用 gzip 压缩。例如： $tar cvf ye.tar *.txt $gzip ye.tar 则可建立压缩档案 ye.tar.gz。 新版的 tar 可以直接访问和建立 gzip 压缩的 tar 档案，只要在 tar 命令中加上 z 选项就可 上 海 张 江 高 科 技 园 区 毕 升 路 299 弄 3 号 楼 202 室 电 话 : 86-21-33932278 邮 件: supports@sinosys.com.cn 网 址: www.sinosys.com.cn 传 真 : 86-21-33932273 第 37 页 共 175 页 双实科技 以了。例如： $tar czvf ye.tar *.txt 生成压缩档案 ye.tar.gz， $tar tzvf ye.tar *.txt 显示压缩档案 ye.tar.gz 的内容，而 $tar xzvf ye.tar *.txt 取出压缩档案 ye.tar.gz 的内容。 3.9. mkdir 这个命令很简单，跟 dos 的 md 命令用法几乎一样，用于建立目录。 3.10.cp cp 命令用于复制文件或目录。 cp 命令可以一次复制多个文件，例如： $cp *.txt *.doc *.bak /home 将当前目录中扩展名为 txt、doc 和 bak 的文件全部复制到/home 目录中。 如果要复制整个目录及其所有子目录，可以用 cp -R 命令。 3.11.rm rm 命令用于删除文件或目录。 rm 命令会强制删除文件，如果想要在删除时提示确认，可用 rm -i 命令。 如果要删除目录，可用 rm -r 命令。rm -r 命令在删除目录时，每删除一个文件或目录都 会显示提示，如果目录太大，响应每个提示是不现实的。这时可以用 rm -rf 命令来强制删除 目录，这样即使用了-i 标志也当无效处理。 3.12.mv mv 命令用于移动文件和更名文件。例如： $mv ye.txt /home 将当前目录下的 ye.txt 文件移动到/home 目录下， $mv ye.txt ye1.txt 将 ye.txt 文件改名为 ye1.txt。 类似于 cp 命令，mv 命令也可以一次移动多个文件，在此不再赘叙。 3.13.mount 这个指令可以用来连接文件系统。例如，要访问光盘上的资料，假设光驱是第二个 IDE 口从盘，那么可以使用命令 mount /dev/hdd /cdrom 把光盘内容连接到/cdrom 下，在连接之前，/cdrom 目录必须存在。 连接后可以用 umount /cdrom 卸掉文件系统。 linux 支持多种可挂接的文件系统，例如，要挂接 IDE1 主盘的第二个分区上的 Windows 95 分区，使用命令 mount /dev/hda2 /dosc -t vfat 可以使用的描述符包括 msdos,ext2,vfat,umsdos,iso9660,ntfs 等 3.14.reboot 重启命令，不必多说。 3.15.halt 关机命令，不必多说。 4、 实验步骤 上 海 张 江 高 科 技 园 区 毕 升 路 299 弄 3 号 楼 202 室 电 话 : 86-21-33932278 邮 件: supports@sinosys.com.cn 网 址: www.sinosys.com.cn 传 真 : 86-21-33932273 第 38 页 共 175 页 双实科技 这里应用 Linux 的各种命令对 Linux 内核代码进行漫游。 4.1 建立工作目录 Myjob 打开终端，输入下列命令： #mkdir /root/Myjob #cd /root/Myjob #pwd 4.2 输入下列命令，从光盘拷贝内核的压缩包到工作目录。 #cp /mnt/cdrom/SourceCode/Linux/kernel/s3c2440_kernel2.4.18_r2.0.tar.bz2 /root/Myjob 由于 Linux 版本的更新，文件名的后半部分经常会改动，文件名由于版本的改动而产生 的变化我们不会另行通知。请在输入带路径的命令前输入 ls 命令查看当前的文件名，可以在 输入完 s3c2440_kernel 后使用 TAB 键补全，而不直接输入。本书的余下部分都遵循这个原则。 4.3 解压缩内核 #tar –jxvf s3c2440_kernel2.4.18_r2.0.tar.bz2 #ls #cd s3c2440_kernel2.4.18_rel 上 海 张 江 高 科 技 园 区 毕 升 路 299 弄 3 号 楼 202 室 电 话 : 86-21-33932278 邮 件: supports@sinosys.com.cn 网 址: www.sinosys.com.cn 传 真 : 86-21-33932273 第 39 页 共 175 页 双实科技 #ls 4.4 在内核中查找触摸屏驱动文件 s3c2440-ts.c #find –name “s3c2440-ts.c” 4.5 查看 s3c2440-ts.c 文件的内容 #cd /root/Myjob/s3c2440_kernel2.4.18_rel/driver/char #cat s3c2440-ts.c 上 海 张 江 高 科 技 园 区 毕 升 路 299 弄 3 号 楼 202 室 电 话 : 86-21-33932278 邮 件: supports@sinosys.com.cn 网 址: www.sinosys.com.cn 传 真 : 86-21-33932273 第 40 页 共 175 页 双实科技 4.6 重新压缩内核 #cd /root/Myjob #tar –jcvf s3c2440_kernel2.4.18_Myjob.tar.bz2 s3c2440_kernel2.4.18_rel #ls 4.7 重命名 s3c2440_kernel2.4.18_Myjob.tar.bz2 #mv s3c2440_kernel2.4.18_Myjob.tar.bz2 s3c2440_kernel2.4.18_Myjob2.tar.bz2 #ls 上 海 张 江 高 科 技 园 区 毕 升 路 299 弄 3 号 楼 202 室 电 话 : 86-21-33932278 邮 件: supports@sinosys.com.cn 网 址: www.sinosys.com.cn 传 真 : 86-21-33932273 第 41 页 共 175 页 双实科技 上 海 张 江 高 科 技 园 区 毕 升 路 299 弄 3 号 楼 202 室 电 话 : 86-21-33932278 邮 件: supports@sinosys.com.cn 网 址: www.sinosys.com.cn 传 真 : 86-21-33932273 第 42 页 共 175 页 双实科技 2.2 Linux 下编辑器 VI 的操作 1、 实验目的 z 熟练运用 find，grep 命令定位需要修改的代码 z 熟练运用 vi 进行代码的编辑 2、 实验设备 z 硬件：PC 机 z 软件：Red Hat9 3、 实验原理 3.1. Linux 下的源代码编译工具 vi vi 编辑器是所有 Unix 及 Linux 系统下标准的编辑器，它的强大不逊色于任何最新的文本 编辑器，这里只是简单地介绍一下它的用法和一部分指令。由于对 Unix 及 Linux 系统的任何 版本，vi 编辑器是完全相同的，因此您可以在其他任何介绍 vi 的地方进一步了解它。vi 也是 Linux 中最基本的文本编辑器，学会它后，您将在 Linux 的世界里畅行无阻。 1. vi 的基本概念 基本上 vi 可以分为三种状态，分别是命令模式（command mode）、插入模式（Insert mode） 和底行模式（last line mode），各模式的功能区分如下： 1) 命令行模式 command mode） 控制屏幕光标的移动，字符、字或行的删除，移动复制某区段及进入 Insert mode 下， 或者到 last line mode。 2) 插入模式（Insert mode） 只有在 Insert mode 下，才可以做文字输入，按「ESC」键可回到命令行模式。 3) 底行模式（last line mode） 将文件保存或退出 vi，也可以设置编辑环境，如寻找字符串、列出行号……等。不过一 般我们在使用时把 vi 简化成两个模式，就是将底行模式（last line mode）也算入命令行模式 command mode）。 2. vi 的基本操作 1) 进入 vi 在系统提示符号输入 vi 及文件名称后，就进入 vi 全屏幕编辑画面： $ vi myfile 不过有一点要特别注意，就是您进入 vi 之后，是处于「命令行模式（command mode）」，您要切换到「插入模式（Insert mode）」才能够输入文字。 2) 切换至插入模式（Insert mode）编辑文件 上 海 张 江 高 科 技 园 区 毕 升 路 299 弄 3 号 楼 202 室 电 话 : 86-21-33932278 邮 件: supports@sinosys.com.cn 网 址: www.sinosys.com.cn 传 真 : 86-21-33932273 第 43 页 共 175 页 双实科技 在「命令行模式（command mode）」下按一下字母「i」就可以进入「插入模式（Insert mode）」， 这时候你就可以开始输入文字了。 3) Insert 的切换 您目前处于「插入模式（Insert mode）」，您就只能一直输入文字，如果您发现输错了字！ 想用光标键往回移动，将该字删除，就要先按一下「ESC」键转到「命令行模式（command mode） 」 再删除文字。 4) 退出 vi 及保存文件 在「命令行模式（command mode）」下，按一下「：」冒号键进入「Last line mode」，例 如： z : w filename （输入 「w filename」将文章以指定的文件名 filename 保存） z : wq (输入「wq」，存盘并退出 vi) z : q! (输入 q!， 不存盘强制退出 vi) 3. 命令行模式（command mode）功能键 1）插入模式 z 按「i」切换进入插入模式「insert mode」，按“i”进入插入模式后是从光标当前位置开 始输入文件； z 按「a」进入插入模式后，是从目前光标所在位置的下一个位置开始输入文字； z 按「o」进入插入模式后，是插入新的一行，从行首开始输入文字。 2）从插入模式切换为命令行模式 z 按「ESC」键。 3）移动光标 vi 可以直接用键盘上的光标来上下左右移动，但正规的 vi 是用小写英文字母「h」 、 「j」、 「k」 、「l」，分别控制光标左、下、上、右移一格。 z 按「ctrl」+「b」：屏幕往“后”移动一页。 z 按「ctrl」+「f」：屏幕往“前”移动一页。 z 按「ctrl」+「u」：屏幕往“后”移动半页。 z 按「ctrl」+「d」：屏幕往“前”移动半页。 z 按数字「0」 ：移到文章的开头。 z 按「G」：移动到文章的最后。 z 按「$」：移动到光标所在行的“行尾”。 z 按「^」：移动到光标所在行的“行首” z 按「w」：光标跳到下个字的开头 z 按「e」：光标跳到下个字的字尾 z 按「b」：光标回到上个字的开头 z 按「#l」：光标移到该行的第#个位置，如：5l,56l。 4）删除文字 z 「x」：每按一次，删除光标所在位置的“后面”一个字符。 z 「#x」：例如，「6x」表示删除光标所在位置的“后面”6 个字符。 上 海 张 江 高 科 技 园 区 毕 升 路 299 弄 3 号 楼 202 室 电 话 : 86-21-33932278 邮 件: supports@sinosys.com.cn 网 址: www.sinosys.com.cn 传 真 : 86-21-33932273 第 44 页 共 175 页 双实科技 z 「X」：大写的 X，每按一次，删除光标所在位置的“前面”一个字符。 z 「#X」：例如，「20X」表示删除光标所在位置的“前面”20 个字符。 z 「dd」：删除光标所在行。 z 「#dd」：从光标所在行开始删除#行 z 5）复制 z 「yw」：将光标所在之处到字尾的字符复制到缓冲区中。 z 「#yw」：复制#个字到缓冲区 z 「yy」：复制光标所在行到缓冲区。 z 「#yy」：例如，「6yy」表示拷贝从光标所在的该行“往下数”6 行文字。 z 「p」：将缓冲区内的字符贴到光标所在位置。注意：所有与“y”有关的复制命令都必 须与“p”配合才能完成复制与粘贴功能。 6）替换 z 「r」：替换光标所在处的字符。 z 「R」：替换光标所到之处的字符，直到按下「ESC」键为止。 7）回复上一次操作 z 「u」：如果您误执行一个命令，可以马上按下「u」，回到上一个操作。按多次“u”可 以执行多次回复。 8）更改 z 「cw」：更改光标所在处的字到字尾处 z 「c#w」：例如，「c3w」表示更改 3 个字 9）跳至指定的行 z 「ctrl」+「g」列出光标所在行的行号。 z 「#G」：例如，「15G」，表示移动光标至文章的第 15 行行首。 4. Last line mode 下命令简介 在使用「last line mode」之前，请记住先按「ESC」键确定您已经处于「command mode」 下后，再按「：」冒号即可进入「last line mode」。 1) 列出行号 z 「set nu」：输入「set nu」后，会在文件中的每一行前面列出行号。 2) 跳到文件中的某一行 z 「#」 ： 「#」号表示一个数字，在冒号后输入一个数字，再按回车键就会跳到该行了，如 输入数字 15，再回车，就会跳到文章的第 15 行。 3) 查找字符 z 「/关键字」：先按「/」键，再输入您想寻找的字符，如果第一次找的关键字不是您想要 的，可以一直按「n」会往后寻找到您要的关键字为止。 z 「?关键字」：先按「?」键，再输入您想寻找的字符，如果第一次找的关键字不是您想 要的，可以一直按「n」会往前寻找到您要的关键字为止。 4) 保存文件 z 「w」：在冒号输入字母「w」就可以将文件保存起来。 上 海 张 江 高 科 技 园 区 毕 升 路 299 弄 3 号 楼 202 室 电 话 : 86-21-33932278 邮 件: supports@sinosys.com.cn 网 址: www.sinosys.com.cn 传 真 : 86-21-33932273 第 45 页 共 175 页 双实科技 5) 离开 vi z 「q」：按「q」就是退出，如果无法离开 vi，可以在「q」后跟一个「!」强制离开 vi。 z 「qw」：一般建议离开时，搭配「w」一起使用，这样在退出的时候还可以保存文件。 3.2. Linux 下的模式搜索命令（grep、fgrep 和 egrep） 这组命令以指定模式搜索文件，并通知用户在什么文件中搜索到与指定的模式匹配的字 符串，并打印出所有包含该字符串的文本行，在该文本行的最前面是该行所在的文件名。grep 命令一次只能搜索一个指定的模式；egrep 命令检索扩展的正则表达式（包括表达式组和可选 项）；fgrep 命令检索固定字符串，它不识别正则表达式，是快速搜索命令。 这组命令在搜索与定位文件中特定的主题方面非常有用。要搜索的模式可以被认为是一 些关键词，您可以用它们来搜索文件中包含的这些关键词。编写程序时，可以用它来寻找某 一个函数，或是相关的词组。grep 命令的搜索功能比 fgrep 强大，因为 grep 命令的搜索模式 可以是正则表达式，而 fgrep 却不能。 该组命令中的每一个命令都有一组选项，利用这些选项可以改变其输出方式。例如，可 以在搜索到的文本行上加入行号，或者只输出文本行的行号，或者输出所有与搜索模式不匹 配的文本行，或只简单地输出已搜索到指定模式的文件名，并且可以指定在查找模式时忽略 大小写。 这组命令在指定的输入文件中查找与模式匹配的行。如果没有指定文件，则从标准输入 中读取。正常情况下，每个匹配的行被显示到标准输出。如果要查找的文件是多个，则在每 一行输出之前加上文件名。 语法： grep ［选项］ ［查找模式］ ［文件名 1，文件名 2，……］ egrep ［选项］ ［查找模式］ ［文件名 1，文件名 2，……］ fgrep ［选项］ ［查找模式］ ［文件名 1，文件名 2，……］ 这组命令各选项的含义为： E 每个模式作为一个扩展的正则表达式对待。 F 每个模式作为一组固定字符串对待（以新行分隔），而不作为正则表 达式。 - b 在输出的每一行前显示包含匹配字符串的行在文件中的字节偏移量。 - c 只显示匹配行的数量。 - i 比较时不区分大小写。 - h 在查找多个文件时，指示 grep 不要将文件名加入到输出之前。 - l 显示首次匹配串所在的文件名并用换行符将其隔开。当在某文件中多 次出现匹配串时，不重复显示此文件名。 - n 在输出前加上匹配串所在行的行号（文件首行行号为 1） 。 - v 只显示不包含匹配串的行。 - x 只显示整行严格匹配的行。 - e expression 指定检索使用的模式。用于防止以“-”开头的模式被解释 为命令选项。 - f expfile 从 expfile 文件中获取要搜索的模式，一个模式占一行。 对该组命令的使用还需注意以下方面： 在命令后键入搜索的模式，再键入要搜索的文件。其中，文件名列表中也可以使用特殊 字符，如“*”等，用来生成文件名列表。如果想在搜索的模式中包含有空格的字符串，可以 用单引号把要搜索的模式括起来，用来表明搜索的模式是由包含空格的字符串组成。否则， - 上 海 张 江 高 科 技 园 区 毕 升 路 299 弄 3 号 楼 202 室 电 话 : 86-21-33932278 邮 件: supports@sinosys.com.cn 网 址: www.sinosys.com.cn 传 真 : 86-21-33932273 第 46 页 共 175 页 双实科技 Shell 将把空格认为是命令行参数的定界符，而 grep 命令将把搜索模式中的单词解释为文件 名列表中的一部分。在下面的例子中，grep 命令在文件 example 中搜索模式“text file”。 $ grep ‘text file’ example 用户可以在命令行上用 Shell 特殊字符来生成将要搜索的文件名列表。在下面的例子中， 特殊字符“*”用来生成一个文件名列表，该列表包含当前目录下所有的文件。该命令将搜索 出当前目录下所有文件中与模式匹配的行。 $ grep data * 特殊字符在搜索一组指定的文件时非常有用。例如，如果想搜索所有的 C 程序源文件中 特定的模式，您可以用“*.c”来指定文件名列表。假设用户的 C 程序中包含一些不必要的转 向语句（goto 语句），想要找到这些语句，可以用如下的命令来搜索并显示所有包含 goto 语 句的代码行： $ grep goto *.c 用户可以在命令行上键入搜索模式，也可以使用-f 选项从指定文件中读取要搜索的模式。 在文件中，每个搜索模式占一行。如果经常要搜索一组常见字符串时，这个功能非常有用。 在下面的例子中，用户要在文件 exam 中搜索字符串“editor”和“create”，就把要搜索的模 式放置在文件 mypats 中，然后，grep 命令从文件 mypats 中读取要搜索的模式。 $ cat mypats editor create $ grep -f mypats exam 4、 实验步骤 4.1. 使用 vi 建立 Hello.c 文件 输入如下命令如图 1 所示 $cd /root/Myjob $vi hello.c 图1 4.2. 按 i 键进入插入模式，输入如下代码 上 海 张 江 高 科 技 园 区 毕 升 路 299 弄 3 号 楼 202 室 电 话 : 86-21-33932278 邮 件: supports@sinosys.com.cn 网 址: www.sinosys.com.cn 传 真 : 86-21-33932273 第 47 页 共 175 页 双实科技 #include main() { printf(“Hello World!\n”); pritnf(“Hello SinoSys!\n”); } 如图 2 所示，然后按 ESC 键退出插入模式，进入底行模式输入 wq（回车）保存文件并 退出 vi。 图2 4.3. 使用 grep 在/root 中查找含有“Hello SinoSys”字符串的文件 在终端中输入如下命令，如图 3 所示 $ grep –r “Hello SinoSys” /root/Myjob 图3 上 海 张 江 高 科 技 园 区 毕 升 路 299 弄 3 号 楼 202 室 电 话 : 86-21-33932278 邮 件: supports@sinosys.com.cn 网 址: www.sinosys.com.cn 传 真 : 86-21-33932273 第 48 页 共 175 页 双实科技 2.3 Minicom 实验 1、 实验目的 z 掌握 Linux 上的串口终端程序 minicom 的设置及其用法。 2、 实验设备 z 硬件：PC 机、SinoSys-M 系列实验箱 z 软件：Red Hat9 3、 实验原理 minicom 是个通信程序，有点象共享软件 TELIX，但其源码可以自由获得，并能够运行 于多数 Unix 系统。 它包括以下特性：自动重拨号的拨号目录， 对串行设备 UUCP 格式的 lock 文件的支持，独立的脚本语言解释器，文件捕获，多用户单独配置，等等。 4、 实验步骤 4.1. minicom 的执行 安装 linux 时基本上会安装 minicom。安装与否可用下面的指令来确认，如图 1 所示 #rpm -qa | grep minicom minicom-2.00.0-12 现在安装在 PC 上的 minicom 版本是 minicom-2.00.0-12。如果上面的指令找不到版本， 表示安装 RedHat Linux 没有选择完全安装。为了保证后面的实验能顺利完了，请完全安装 Linux。 图1 #minicom 上 海 张 江 高 科 技 园 区 毕 升 路 299 弄 3 号 楼 202 室 电 话 : 86-21-33932278 邮 件: supports@sinosys.com.cn 网 址: www.sinosys.com.cn 传 真 : 86-21-33932273 第 49 页 共 175 页 双实科技 可看到如下 minicom 被执行的过程。如图 2 所示。 图2 在后面会进行设置和连接目标板，这里先退出 minicom。按 Ctrl+a，然后按 z，出来功能 框，按 x 然后选择 Yes 即退出。 4.2. minicom 设置 现在通过设置 minicom 了解连接目标板的方法。通过 minicom -s 选项进入 minicom 设置 画面，根据板子进行适当的设置。如图 2 所示。 #minicom –s 图 3 minicom 设置窗 上面的设置画面中选择 Serial port setup，如图 4 所示。 上 海 张 江 高 科 技 园 区 毕 升 路 299 弄 3 号 楼 202 室 电 话 : 86-21-33932278 邮 件: supports@sinosys.com.cn 网 址: www.sinosys.com.cn 传 真 : 86-21-33932273 第 50 页 共 175 页 双实科技 图 4 serial 设置窗 在这里进行如下 serial 设置。 1. 图 5 的设置窗弹出后按“a”键则光标会停在/dev/modem 后面。如果 Serial cable 连接在 com port 1 则将 Serial Device 设为/dev/ttySO，如果连接在 com port 2 则设为/dev/ttyS1，然后按回车键。 2. 按“e”键，弹出图 4 的窗则设定 speed，data bit，parity bit，stop bit。开发 板的设置为 speed-115200，data bit -8，panty bit-No，stop bit -1，应依此来 进行设置。按可同时设置的键“I” 即可。 图 5 Comm Parameters 窗 3. 按“f”键将 Hardware Flow Control 由 Yes 改为 No。Serial 设置完成后的结果如 图 6 所示。 上 海 张 江 高 科 技 园 区 毕 升 路 299 弄 3 号 楼 202 室 电 话 : 86-21-33932278 邮 件: supports@sinosys.com.cn 网 址: www.sinosys.com.cn 传 真 : 86-21-33932273 第 51 页 共 175 页 双实科技 图 6 minicom 设置 完成设置结束后用 Esc 键退出则返回到图 2。在这里要保存目前设定的值则选择 Save setup asdfl。保存后用 Esc 键退出。这样就会退出到 minicom,如图 6 所示。 4.3. 开启实验箱电源，引导 Linux 将 PC 机和目标板之间的串口电缆、实验箱的电源连接起来。打开实验箱的电源。（确保 实验箱的模式的选择开关在 NAND 的一边。我们在 NAND 上预烧了 Linux 操作系统。） 我们会在 minicom 中看到 Linux 从实验箱串口输出的启动信息。如图 7 所示。 图7 4.4. 在实验箱的 Linux 里再次熟习 Linux 的常用命令 在实验箱的嵌入式 Linux 里，再次熟习一个 Linux 的常用命令。如 cp、mv、mkdir 等。 上 海 张 江 高 科 技 园 区 毕 升 路 299 弄 3 号 楼 202 室 电 话 : 86-21-33932278 邮 件: supports@sinosys.com.cn 网 址: www.sinosys.com.cn 传 真 : 86-21-33932273 第 52 页 共 175 页 双实科技 2.4 Gcc 编译器 1、 实验目的 z 熟练运用 GCC 进行Ｃ语言编程 z 熟练运用 vi 进行代码的编辑 2、 实验设备 z 硬件：PC 机 z 软件：Red Hat9 3、 实验原理 3.1. gcc 简介 Linux 系统下的 gcc（GNU C Compiler）是 GNU 推出的功能强大、性能优越的多平台编 译器，是 GNU 的代表作品之一。gcc 是可以在多种硬体平台上编译出可执行程序的超级编译 器，其执行效率与一般的编译器相比平均效率要高 20%~30%。 gcc 编译器能将 C、C++语言源程序、汇编程序和目标程序编译、连接成可执行文件，如 果没有给出可执行文件的名字，gcc 将生成一个名为 a.out 的文件。在 Linux 系统中，可执行 文件没有统一的后缀，系统从文件的属性来区分可执行文件和不可执行文件。而 gcc 则通过 后缀来区别输入文件的类别，下面我们来介绍 gcc 所遵循的部分约定规则。 z .c 为后缀的文件，C 语言源代码文件； z .a 为后缀的文件，是由目标文件构成的档案库文件； z .C，.cc 或.cxx 为后缀的文件，是 C++源代码文件； z .h 为后缀的文件，是程序所包含的头文件； z .i 为后缀的文件，是已经预处理过的 C 源代码文件； z .ii 为后缀的文件，是已经预处理过的 C++源代码文件； z .m 为后缀的文件，是 Objective-C 源代码文件； z .o 为后缀的文件，是编译后的目标文件； z .s 为后缀的文件，是汇编语言源代码文件； z .S 为后缀的文件，是经过预编译的汇编语言源代码文件。 3.2. gcc 的执行过程 虽然我们称 gcc 是 C 语言的编译器，但使用 gcc 由 C 语言源代码文件生成可执行文件的 过程不仅仅是编译的过程，而是要经历四个相互关联的步骤∶预处理(也称预编译， Preprocessing)、编译(Compilation)、汇编(Assembly)和连接(Linking)。 命令 gcc 首先调用 cpp 进行预处理，在预处理过程中，对源代码文件中的文件包含 (include)、预编译语句(如宏定义 define 等)进行分析。接着调用 cc1 进行编译，这个阶段根据 输入文件生成以.o 为后缀的目标文件。汇编过程是针对汇编语言的步骤，调用 as 进行工作， 一般来讲，.S 为后缀的汇编语言源代码文件和汇编、.s 为后缀的汇编语言文件经过预编译和 汇编之后都生成以.o 为后缀的目标文件。当所有的目标文件都生成之后，gcc 就调用 ld 来完 成最后的关键性工作，这个阶段就是连接。在连接阶段，所有的目标文件被安排在可执行程 序中的恰当的位置，同时，该程序所调用到的库函数也从各自所在的档案库中连到合适的地 上 海 张 江 高 科 技 园 区 毕 升 路 299 弄 3 号 楼 202 室 电 话 : 86-21-33932278 邮 件: supports@sinosys.com.cn 网 址: www.sinosys.com.cn 传 真 : 86-21-33932273 第 53 页 共 175 页 双实科技 方。 3.3. gcc 的基本用法和选项 在使用 gcc 编译器的时候，我们必须给出一系列必要的调用参数和文件名称。gcc 编译器 的调用参数大约有 100 多个，其中多数参数我们可能根本就用不到，这里只介绍其中最基本、 最常用的参数。 gcc 最基本的用法是∶gcc [options] [filenames] 其中 options 就是编译器所需要的参数，filenames 给出相关的文件名称。 -x language filename 设定文件所使用的语言,使后缀名无效,对以后的多个有效。也就是根据约定 C 语言的后缀 名称是.c 的，而 C++的后缀名是.C 或者.cpp,如果你决定你的 C 代码文件的后缀名是.pig， 那你就要用这个参数,这个参数对他后面的文件名都起作用，除非到了下一个参数的使用。 可以使用的参数有下面的这些： `c', `objective-c', `c-header', `c++', `cpp-output', `assembler', and `assembler-with-cpp'. 例子用法: gcc -x c hello.pig -x none filename 关掉上一个选项，也就是让 gcc 根据文件名后缀，自动识别文件类型 例子用法: gcc -x c hello.pig -x none hello2.c -c 只激活预处理,编译,和汇编,也就是他只把程序做成 obj 文件 例子用法: gcc -c hello.c 将生成.o 的 obj 文件 -S 只激活预处理和编译，就是指把文件编译成为汇编代码。 例子用法 gcc -S hello.c 他将生成.s 的汇编代码，你可以用文本编辑器查看 -E 只激活预处理,这个不生成文件,你需要把它重定向到一个输出文件里面。 例子用法: gcc -E hello.c > pianoapan.txt gcc -E hello.c | more 一个 hello word 也要与处理成 800 行的代码 -o 制定目标名称,缺省的时候,gcc 编译出来的文件是 a.out。 上 海 张 江 高 科 技 园 区 毕 升 路 299 弄 3 号 楼 202 室 电 话 : 86-21-33932278 邮 件: supports@sinosys.com.cn 网 址: www.sinosys.com.cn 传 真 : 86-21-33932273 第 54 页 共 175 页 双实科技 例子用法 gcc -o hello.exe hello.c gcc -o hello.asm -S hello.c -pipe 使用管道代替编译中临时文件,在使用非 gnu 汇编工具的时候,可能有些问题 gcc -pipe -o hello.exe hello.c -ansi 关闭 gnu c 中与 ansi c 不兼容的特性,激活 ansi c 的专有特性(包括禁止一些 asm inline typeof 关键字,以及 UNIX,vax 等预处理宏。 -fno-asm 此选项实现 ansi 选项的功能的一部分，它禁止将 asm,inline 和 typeof 用作关键字。 -fno-strict-prototype 只对 g++起作用,使用这个选项,g++将对不带参数的函数,都认为是没有显示的对参数的 个数和类型说明,而不是没有参数。而 gcc 无论是否使用这个参数,都将对没有带参数的 函数,认为成没有显示说明的类型。 -fthis-is-varialble 就是向传统 c++看齐,可以使用 this 当一般变量使用。 -fcond-mismatch 允许条件表达式的第二和第三参数类型不匹配,表达式的值将为 void 类型 -funsigned-char -fno-signed-char -fsigned-char -fno-unsigned-char 这四个参数是对 char 类型进行设置,决定将 char 类型设置成 unsigned char(前两个参数) 或者 signed char(后两个参数) -include file 包含某个代码,简单来说,就是便以某个文件,需要另一个文件的时候,可以用它设定,功能 就相当于在代码中使用#include 例子用法: gcc hello.c -include /root/pianopan.h -imacros file 将 file 文件的宏,扩展到 gcc/g++的输入文件,宏定义本身并不出现在输入文件中。 -Dmacro 相当于 C 语言中的#define macro 上 海 张 江 高 科 技 园 区 毕 升 路 299 弄 3 号 楼 202 室 电 话 : 86-21-33932278 邮 件: supports@sinosys.com.cn 网 址: www.sinosys.com.cn 传 真 : 86-21-33932273 第 55 页 共 175 页 双实科技 -Dmacro=defn 相当于 C 语言中的#define macro=defn -Umacro 相当于 C 语言中的#undef macro -undef 取消对任何非标准宏的定义 -Idir 在你是用#include"file"的时候,gcc/g++会先在当前目录查找你所制定的头文件,如果没有 找到,回到缺省的头文件目录找,如果使用-I 制定了目录,会先在你所制定的目录查找,然 后再按常规的顺序去找。对于#include,gcc/g++会到-I 制定的目录查找,查找不到,然后将 到系统的缺省的头文件目录查找。 -I就是取消前一个参数的功能,所以一般在-Idir 之后使用。 -idirafter dir 在-I 的目录里面查找失败,将到这个目录里面查找。 -iprefix prefix -iwithprefix dir 一般一起使用,当-I 的目录查找失败,会到 prefix+dir 下查找。 -nostdinc 使编译器不再系统缺省的头文件目录里面找头文件,一般和-I 联合使用,明确限定头文件 的位置。 -nostdin C++ 规定不在 g++指定的标准路径中搜索,但仍在其他路径中搜索,.此选项在创建 libg++库使 用。 -C 在预处理的时候,不删除注释信息,一般和-E 使用,有时候分析程序。 -M 生成文件关联的信息。包含目标文件所依赖的所有源代码。 你可以用 gcc -M hello.c 来测试一下。 -MM 和上面的-M 一样，但是它将忽略由#include 造成的依赖关系。 -MD 上 海 张 江 高 科 技 园 区 毕 升 路 299 弄 3 号 楼 202 室 电 话 : 86-21-33932278 邮 件: supports@sinosys.com.cn 网 址: www.sinosys.com.cn 传 真 : 86-21-33932273 第 56 页 共 175 页 双实科技 和-M 相同，但是输出将导入到.d 的文件里面 -MMD 和-MM 相同，但是输出将导入到.d 的文件里面 -Wa,option 此选项传递 option 给汇编程序;如果 option 中间有逗号,就将 option 分成多个选项,然后传 递给会汇编程序 -Wl.option 此选项传递 option 给连接程序;如果 option 中间有逗号,就将 option 分成多个选项,然后传 递给会连接程序. -llibrary 制定编译的时候使用的库 例子用法 gcc -lcurses hello.c 使用 ncurses 库编译程序 -Ldir 制定编译的时候，搜索库的路径。比如你自己的库，可以用它制定目录，不然编译器将 只在标准库的目录找。这个 dir 就是目录的名称。 -O0 -O1 -O2 -O3 编译器的优化选项的 4 个级别，-O0 表示没有优化,-O1 为缺省值，-O3 优化级别最高 -g 只是编译器，在编译的时候，产生调试信息。 -gstabs 此选项以 stabs 格式生成调试信息,但是不包括 gdb 调试信息。 -gstabs+ 此选项以 stabs 格式生成调试信息,并且包含仅供 gdb 使用的额外调试信息。 -ggdb 此选项将尽可能的生成 gdb 的可以使用的调试信息. -static 此选项将禁止使用动态库，所以，编译出来的东西，一般都很大，也不需要什么动态连 接库，就可以运行。 上 海 张 江 高 科 技 园 区 毕 升 路 299 弄 3 号 楼 202 室 电 话 : 86-21-33932278 邮 件: supports@sinosys.com.cn 网 址: www.sinosys.com.cn 传 真 : 86-21-33932273 第 57 页 共 175 页 双实科技 -share 此选项将尽量使用动态库，所以生成文件比较小，但是需要系统有动态库。 -traditional 试图让编译器支持传统的 C 语言特性 3.4. gcc 的错误类型及对策 gcc 编译器如果发现源程序中有错误，就无法继续进行，也无法生成最终的可执行文件。 为了便于修改，gcc 给出错误资讯，我们必须对这些错误资讯逐个进行分析、处理，并修改相 应的语言，才能保证源代码的正确编译连接。gcc 给出的错误资讯一般可以分为四大类，下面 我们分别讨论其产生的原因和对策。 第一类∶C 语法错误 错误资讯∶文件 source.c 中第 n 行有语法错误(syntex errror)。这种类型的错误，一般都是 C 语言的语法错误，应该仔细检查源代码文件中第 n 行及该行之前的程序，有时也需要对该 文件所包含的头文件进行检查。 第二类∶头文件错误 错误资讯∶找不到头文件 head.h(Can not find include file head.h)。这类错误是源代码文件 中的包含头文件有问题，可能的原因有头文件名错误、指定的头文件所在目录名错误等，也 可能是错误地使用了双引号和尖括号。 第三类∶档案库错误 错误资讯∶连接程序找不到所需的函数库，例如∶ ld: -lm: No such file or directory 这类错误是与目标文件相连接的函数库有错误，可能的原因是函数库名错误、指定的函 数库所在目录名称错误等，检查的方法是使用 find 命令在可能的目录中寻找相应的函数库名， 确定档案库及目录的名称并修改程序中及编译选项中的名称。 第四类∶未定义符号 错误资讯∶有未定义的符号(Undefined symbol)。这类错误是在连接过程中出现的，可能 有两种原因∶一是使用者自己定义的函数或者全局变量所在源代码文件，没有被编译、连接， 或者干脆还没有定义，这需要使用者根据实际情况修改源程序，给出全局变量或者函数的定 义体；二是未定义的符号是一个标准的库函数，在源程序中使用了该库函数，而连接过程中 还没有给定相应的函数库的名称，或者是该档案库的目录名称有问题，这时需要使用档案库 维护命令 ar 检查我们需要的库函数到底位于哪一个函数库中，确定之后，修改 gcc 连接选项 中的-l 和-L 项。 排除编译、连接过程中的错误，应该说这只是程序设计中最简单、最基本的一个步骤， 可以说只是开了个头。这个过程中的错误，只是我们在使用 C 语言描述一个算法中所产生的 错误，是比较容易排除的。我们写一个程序，到编译、连接通过为止，应该说刚刚开始，程 序在运行过程中所出现的问题，是算法设计有问题，还需要更加深入地测试、调试和修改。 一个程序，稍为复杂的程序，往往要经过多次的编译、连接和测试、修改。下面我们学习的 程序维护、调试工具和版本维护就是在程序调试、测试过程中使用的，用来解决调测阶段所 出现的问题。 4、 实验步骤 上 海 张 江 高 科 技 园 区 毕 升 路 299 弄 3 号 楼 202 室 电 话 : 86-21-33932278 邮 件: supports@sinosys.com.cn 网 址: www.sinosys.com.cn 传 真 : 86-21-33932273 第 58 页 共 175 页 双实科技 4.1. 打开终端，输入下面命令新建 echo.c 文件 $cd /root/Myjob $vi echo.c 4.2. 输入下面程序实现字符的回显 #include char buf[256]; main() { printf(“Please enter a string..\n”); scanf(“%s”,buf); printf(“The string you enter is:%s\n”,buf); } 如图 1 所示 图1 4.3. 编译 echo.c 文件 输入下面命令，编译 echo.c 文件，用 file 命令测试生成的文件的文件类型，然后用 ldd 命令查看我们的这个程序使用了什么动态连接库。如图 2 所示。 $gcc –o echo echo.c $file echo $ldd echo 上 海 张 江 高 科 技 园 区 毕 升 路 299 弄 3 号 楼 202 室 电 话 : 86-21-33932278 邮 件: supports@sinosys.com.cn 网 址: www.sinosys.com.cn 传 真 : 86-21-33932273 第 59 页 共 175 页 双实科技 图2 从上面的结果可以看出来，我们的这个程序使用了 libc.so.6 这个动态库文件，这是由于 在我们的程序里使用了“include ”。它指示连接程序，我们的程序使用的Ｃ语言标准 库里面的例程。我们再回头看一下代码，其实代码里面的 printf 和 scanf 函数都是标准Ｃ库里 面的例程。 4.4. 测试 echo 程序 运行下面命令来测试刚才生成的 echo 程序是否能完成我们想要的功能，如图 3 所示 $./echo 图3 这里要注意的是在 Linux 下，运行当前目录的程序要在程序前面加上”./”表示当前目录， 不然的话，系统将会按照 PATH 环境变量指定的路径去查找这个程序。 上 海 张 江 高 科 技 园 区 毕 升 路 299 弄 3 号 楼 202 室 电 话 : 86-21-33932278 邮 件: supports@sinosys.com.cn 网 址: www.sinosys.com.cn 传 真 : 86-21-33932273 第 60 页 共 175 页 双实科技 2.5 GDB 调试器 1、实验目的 z 熟练运用 GDB 进行Ｃ语言调试 z 熟练运用 vi 进行代码的编辑 2、实验设备 z 硬件：PC 机 z 软件：Red Hat9 3、实验原理 3.1. 引言 在了解 GDB 可以做什么，怎么做之前，让我们先来看看为什么要用 GDB，或者说对调 试工具有什么期望。 一般我们使用 GDB(或其他调试工具)是为了发现程序 bug，更经常地是在已知程序有错的 情况下定位 bug。既然这样，我们就需要跟踪程序的执行情况，查看程序执行是否正常，当然 这就需要有个让我们与执行程序交互的环境，调试工具提供一个能让程序在你的掌控下执行， 并让你能够查看一些执行过程中的“内幕信息”的环境。 为了查看程序运行过程中的状态，我们就希望程序能在适当的位置或者在一定的条件下 能够暂停运行；为此，调试工具提供了断点、查看变量/表达式、显示程序栈等功能。看了某 个点的“内幕”后，我们还期望更多，所以要能控制程序运行才行，这就要求断点、继续运 行、单步（多步）运行、进入函数运行等功能，在某些情况下，还需要通过修改当前的执行 环境（变量等）来达到期望的执行顺序。也就是说，光看着是不够的，还需要能改才行。 理解了这些问题后，我们就明白 GDB 的各个功能的用意了，自然也就明白该如何使用调试工 具了。当然，要让 GDB 有效的发挥作用，还是需要一定的经验与技巧，而这主要靠实践，学 习资料充其量只能帮你一把。 总而言之，我们首先要明白使用调试工具的目的和用意，才能理解它的各项功能，才能 借助它快速有效的发现问题；否则，即使工具再强大，你也不知道该如何使用才好。 另外要多结合使用代码监视、运行日志、测试工具等方法来发现潜在的问题，提高程序的质 量。 3.2. GDB 能做什么 GDB 可以用来调试 C、C++、Modula-2 的程序。一般来说，GDB 能做的事大致可以分为 四类： 1 2 3 4 启动程序，按指定的方式执行程序。 在指定条件下使程序暂停. 当程序被停住时，可以检查此时程序中的变化。 改变程序中的变量或执行顺序来试验。 3.3. GDB 使用概述 首先要了解的是 gdb 的 help 命令，因为你可能记不住各个命令的语法和用途，但只要能 上 海 张 江 高 科 技 园 区 毕 升 路 299 弄 3 号 楼 202 室 电 话 : 86-21-33932278 邮 件: supports@sinosys.com.cn 网 址: www.sinosys.com.cn 传 真 : 86-21-33932273 第 61 页 共 175 页 双实科技 正确使用 help 命令，你就不需要任何其它的 gdb 资料。 启动 gdb 后，输入 help [eric@linux eric]$ gdb GNU gdb Red Hat Linux (5.3.90-0.20030710.40rh) Copyright 2003 Free Software Foundation, Inc. GDB is free software, covered by the GNU General Public License, and you are welcome to change it and/or distribute copies of it under certain conditions. Type "show copying" to see the conditions. There is absolutely no warranty for GDB. Type "show warranty" for details. This GDB was configured as "i386-redhat-linux-gnu". (gdb) help List of classes of commands: aliases -- Aliases of other commands breakpoints -- Making program stop at certain points data -- Examining data files -- Specifying and examining files internals -- Maintenance commands obscure -- Obscure features running -- Running the program stack -- Examining the stack status -- Status inquiries support -- Support facilities tracepoints -- Tracing of program execution without stopping the program user-defined -- User-defined commands Type "help" followed by a class name for a list of commands in that class. Type "help" followed by command name for full documentation. Command name abbreviations are allowed if unambiguous. (gdb) 如上文显示，gdb 的命令很多，所以把它分成许多个种类。help 命令只是例出 gdb 的命令 种类，如果要看某类中的命令，可以使用 help 命令，如：help breakpoints，查看设置 断点的所有命令。当然也可以直接 help 来查看某个命令的具体信息。 gdb 技巧：在记不清整个命令时，可以只打命令的前一个或几个字符，然后敲击两次 TAB 键来列出所有以这几个字符开头的命令；另外， 大多命令都有缩写，如 b 同 break， c 同 continue， n 同 next，p 同 print 等。另外，一个命令在输入能唯一标示命令的前缀后，按一下 TAB 键就 能补齐命令的全称，比如输入 ba 后按一下 TAB 键，就自动补齐为 backtrace，输入 pr 后按一 下 TAB 键就补齐为 print。 3.4. 为调试编译代码 为了使 gdb 正常工作, 你必须使你的程序在编译时包含调试信息. 调试信息包含你程序 上 海 张 江 高 科 技 园 区 毕 升 路 299 弄 3 号 楼 202 室 电 话 : 86-21-33932278 邮 件: supports@sinosys.com.cn 网 址: www.sinosys.com.cn 传 真 : 86-21-33932273 第 62 页 共 175 页 双实科技 里的每个变量的类型和在可执行文件里的地址映射以及源代码的行号. gdb 利用这些信息使 源代码和机器码相关联，在编译时用 -g 选项打开调试选项.。 3.5. 在 GDB 中运行程序 当以 gdb 方式启动 gdb 后，可以使用 r 或是 run 命令运行程序。在程序运行之 前，你可能需要设置下面的四个方面。 ¾ 程序运行参数。 set args 可指定运行时参数。（如：set args 10 20 30 40 50） show args 命令可以查看设置好的运行参数。 ¾ 运行环境。 path