,,,,,,,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級(jí),,第三級(jí),,第四級(jí),,第五級(jí),,,*,嵌入式操作系統(tǒng),—SkyEye 簡(jiǎn)介,李春杰,,,主要內(nèi)容,,SkyEye簡(jiǎn)介,,SkyEye模擬硬件介紹,,SkyEye的安裝和使用,,安裝,,運(yùn)行hello,,編譯并運(yùn)行,uCLinux,,,,參考教材,,源碼開放的,,嵌入式系統(tǒng)軟件分析與實(shí)踐,,,——基于SkyEye和ARM開發(fā)平臺(tái),,北京航空航天大學(xué)出版社 陳渝 李明 等編著,,SkyEye簡(jiǎn)介1,SkyEye是一個(gè),開源,軟件項(xiàng)目，中文名字是“天目”。,,SkyEye的起源和發(fā)展,,陳渝：做一個(gè)用軟件實(shí)現(xiàn)的,嵌入式開發(fā)硬件模擬器,，可以在模擬器上運(yùn)行各種操作系統(tǒng)，這樣就可以在沒(méi)有開發(fā)板的情況下學(xué)習(xí)和研究操作系統(tǒng),,,Skyeye的網(wǎng)站：,http://,,SkyEye簡(jiǎn)介2,SkyEye的,目標(biāo),：在通用的Linux和Windows平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)一個(gè)純軟件集成開發(fā)環(huán)境，模擬多種主流的嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。,,目前可在SkyEye上運(yùn)行的系統(tǒng)有：,,1）多種嵌入式操作系統(tǒng)，如ARM Linux、μClinux、μC/OS-II等,,2）各種系統(tǒng)軟件，如嵌入 式TCP/IP協(xié)議棧－lwIP，圖形子系統(tǒng)－MiniGUI等,,可對(duì)上述軟件系統(tǒng)進(jìn)行源碼級(jí)的分析、調(diào)試和測(cè)試。,,,SkyEye模擬硬件介紹,目前，SkyEye模擬了大量的硬件，包括CPU內(nèi)核、存儲(chǔ)器、存儲(chǔ)器管理單元、緩存單元、串口、網(wǎng)絡(luò)芯片、時(shí)鐘等,,CPU和開發(fā)板系列：,,目前SkyEye可以模擬的CPU主要是基于ARM內(nèi)核的CPU，包括ARM7TDMI，ARM720T， ARM9TDMI，ARM9xx，ARM10xx，StrongARM，XScale等,,,SkyEye模擬硬件介紹,目前SkyEye模擬的開發(fā)板包括,,基于Atmel 91X40/AT91RM92 CPU的開發(fā)板，基于Crirus Logic ep7312的開發(fā)板、基于StrongARM CPU的ADSBITSY開發(fā)板，基于XScale PXA250 CPU的LUBBOCK開發(fā)板、基于SAMSUNG S3C4510B/S3C44B0 CPU的開發(fā)板、基于SHARP LH7A400 CPU的開發(fā)板、基于Philip LPC22xx CPU的開發(fā)板等。,,主要模擬了對(duì)應(yīng)各個(gè)開發(fā)板的串口、時(shí)鐘、RAM、ROM、LCD、網(wǎng)絡(luò)芯片等硬件外設(shè),,,,,SkyEye模擬硬件介紹,存儲(chǔ)器管理單元和緩存單元,,MMU,Memory Management Unit，存儲(chǔ)器管理單元，是用來(lái)管理虛擬內(nèi)存系統(tǒng)的硬件。,,MMU的兩個(gè)主要功能是：1）將虛地址轉(zhuǎn)換成物理地址；2）控制存儲(chǔ)器的存取權(quán)限。,,MMU關(guān)掉時(shí)，虛地址直接輸出到物理地址總線,,SkyEye模擬硬件介紹,CACHE，緩存單元,主要用于緩存內(nèi)存中的數(shù)據(jù)，其讀寫速度遠(yuǎn)快于內(nèi)存的讀寫速度，所以可以提高CPU的內(nèi)存數(shù)據(jù)的訪問(wèn)效率。,,write/read buffer硬件單元,write/read buffer硬件單元的作用與CACHE的作用類似。,,,SkyEye模擬硬件介紹,MMU、CACHE、write/read buffer一般是高性能CPU的重要組成部分，且不同類型CPU的MMU、CACHE、write/read buffer的邏輯行為也有一定的差異。為了支持模擬多種類型CPU的MMU/CACHE，SkyEye包含了一個(gè)通用的MMU/CACHE模擬實(shí)現(xiàn)。通過(guò)對(duì)一些參數(shù)的調(diào)整可以支持模擬多種類型的MMU/CACHE物理結(jié)構(gòu)和邏輯行為。,,,SkyEye模擬硬件介紹,網(wǎng)絡(luò)芯片,,目前SkyEye模擬了網(wǎng)絡(luò)芯片8019AS，,,其特點(diǎn)是：NE2000兼容，內(nèi)建16KRAM緩沖區(qū)，10MB傳輸速率。,,雖然目前模擬的開發(fā)板上不一定有網(wǎng)絡(luò)芯片8019AS，但可以在模擬的開發(fā)板上加上網(wǎng)絡(luò)芯片8019AS 的模擬。,,SkyEye的安裝,,Linux操作系統(tǒng),,Windows+MingW或cygwin,,有兩種安裝方法,,下載源代碼，編譯并安裝,,直接安裝二進(jìn)制代碼,,下載源代碼，編譯并安裝,最新版本情況,,下載,,為編譯的skyeye準(zhǔn)備編譯環(huán)境,,,,解壓縮,,,,,,,編譯并安裝,,簡(jiǎn)單編譯,,./con?gure CC=gcc-3.4 //利用gcc-3.4進(jìn)行編譯也可以選用其他合適的版本,,Make,,,,,,sudo make install,,,,判斷安裝是否成功,,下載測(cè)試集,,最新的skyeye-testsuits，版本為,,,解壓縮,,,使用skyeye模擬某個(gè)板子運(yùn)行某個(gè)Linux,,,進(jìn)入到 linux 目錄，修改符號(hào)連接 skyeye指向編譯好的skyeye,,rm skyeye,,ln -s ../../skyeye-1.2.8 rc1/skyeye skyeye,,運(yùn)行如下命令：,,cd,,../../skyeye -c skyeye.conf -e vmlinux,,如成功則表示安裝成功,,在 Linux 的根文件系統(tǒng)中添加 hello,,準(zhǔn)備交叉編譯環(huán)境,,下載的交叉編譯器到你的工作目錄 $WDIR,,,在工作目錄 $WDIR 中解壓縮（$WDIR 也可以是根目錄）,,tar jvxf,,運(yùn)行hello,編寫簡(jiǎn)單的 hello.c，并編譯,,,,,,,,,,,,,,,使用 3.4.1 版本的 arm-linux 交叉編譯器，靜態(tài)編譯得到 elf格式的可執(zhí)行文件：,,hello.c,,看是否安裝成功,,,將 hello 復(fù)制到 linux 的根文件系統(tǒng)映像 initrd.img 中,,掛載根文件系統(tǒng)映像,,mkdir root,,sudo mount -o loop initrd.img root,,將 hello 拷貝到根文件系統(tǒng)中,,sudo cp hello root/bin,,卸載根文件系統(tǒng)映像,,sudo umount root,,,使用 skyeye 啟動(dòng) linux，運(yùn)行 hello,,skyeye -c skyeye.conf -e vmlinux,,進(jìn)入 armlinux 之后，進(jìn)入 bin 目錄，運(yùn)行 hello,,,,,直接安裝二進(jìn)制代碼,,下載編譯好的SkyEye的二進(jìn)制包,,到上找到最合適的版本,,例如二進(jìn)制包在,這里,是,,在合適的目錄下解壓縮,,/usr/local/ 或者/opt/,,bz2格式使用“tar -xjvf 壓縮文件名,,,skyeye在解壓縮得到的目錄中的bin子目錄下,,,將skyeye的路徑添加到PATH,,修改~/.bashrc文件：添加 export PATH=$PATH:所選目錄/skyeye-insight/bin（如下圖）,,,,,,為使修改后的.bashrc有效，必須先退出控制臺(tái)，然后重新啟動(dòng)控制臺(tái),,運(yùn)行skyeye，得到進(jìn)入skyeye的畫面，如圖：,,,,,,,編譯并運(yùn)行,uCLinux,,為uC,Linux安裝交叉編譯環(huán)境并配置uCLinux,,編譯生成,uC,Linux,和包含應(yīng)用程序的文件系統(tǒng),,用,skyeye,運(yùn)行和調(diào)試,uC,Linux,內(nèi)核,,,1、,安裝交叉編譯環(huán)境,為uC,Linux的開發(fā)提供相應(yīng)的交叉編譯工具,,如：,arm-elf-tools-20030314.sh,,安裝,,在,root,權(quán)限下運(yùn)行,,sh ./arm-elf-tools-20030314.sh,,檢查一下,,對(duì),arm-elf,運(yùn)用,shell,的,tab,功能可以看到一系列,arm-elf,打頭的程序，如,,binutils,系列、,gcc,、,gdb,等等,,也可以使用命令：arm-elf-gcc -v,,,,,,,測(cè)試arm-elf-gcc,,,編譯,,arm-elf-gcc -elf2flt -o hello hello.c,,得到的輸出文件,,hello和hello.gdb,,檢查hello的格式,,file hello,,如何運(yùn)行hello？？？,,,,,-Wl,-elf2flt選項(xiàng)讓鏈接器將elf格式轉(zhuǎn)換為flt格式,,,最新實(shí)驗(yàn)表明，直接使用-elf2flt即可,源文件,生成的文件,,運(yùn)行,hello,hello必須在target環(huán)境上，無(wú)法在host上,,,,,如何準(zhǔn)備target的運(yùn)行環(huán)境,,skyeye====模擬器,,uCLinux====操作系統(tǒng)？？,,文件系統(tǒng)？？,,……？？,,,生成,uCLinux,操作系統(tǒng),兩種方案,,使用,skyeye,提供的二進(jìn)制包,,自己動(dòng)手編譯配置,uCLinux,,,編譯配置uClinux,到uClinux,網(wǎng)站的,發(fā)行頁(yè),上下載,,本課例子為,發(fā)行版,uClinux-dist-20051110,,使用”tar -xzvf”解壓縮，得到uClinux-dist目錄,,在uClinux-dist目錄下,,第一步：配置uClinux命令：make config在vendor/product選賢中選擇GDB/ARMulatorKernel版本選擇2.4.x其他選項(xiàng)不變（使用缺省選項(xiàng)）,,,第二步：編譯生成uClinux,和文件系統(tǒng)命令：make dep; make,,編譯成功？,,uClinux-dist目錄里將出現(xiàn)一個(gè)images目錄,,在中出現(xiàn)了linux、system.map,,image.bin：,,包含Linux內(nèi)核映像和romfs文件系統(tǒng)映像,,可以燒寫到flash中,romfs.img：romfs文件系統(tǒng)映像,linux：linux內(nèi)核文件,system.map：,內(nèi)核符號(hào)表,,用skyeye運(yùn)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,將romfs燒寫到flash中,,,第三步，在skyeye下運(yùn)行,uCLinux,,命令：sudo skyeye,,進(jìn)入skyeye后，,,命令1：target sim,,命令2：load,,命令3：run,,進(jìn)入uCLinux,,,,,,直接使用uCLinux的二進(jìn)制包,,下載skyeye的二進(jìn)制包,,,,,,,,使用“tar -xjvf” 解壓縮,,,使用,uCLinux,作為運(yùn)行操作系統(tǒng),,,,,,,使用skyeye運(yùn)行,μcLinux,,skyeye linux,,target sim,,load,,run,,,將hello拷貝到,uCLinux,的,romfs,文件系統(tǒng)中,將boot.rom中的內(nèi)容在host中解開，方法如下：,,mkdir romfs,,mkdir /mnt/tmp,,mount -o loop boot.rom /mnt/tmp,,cp -r /mnt/tmp/* romfs,,將hello拷貝到romfs中的bin目錄下,,重新生成boot.rom映像,,genromfs -f boot.rom –d romfs/,,,運(yùn)行hello,,在模擬器上運(yùn)行,,啟動(dòng)模擬器、裝載操作系統(tǒng)、裝載文件系統(tǒng),,skyeye,,file linux,,target sim,,load,,run,,進(jìn)入bin目錄運(yùn)行hello,,,,,,ARMboot 的運(yùn)行,,ARMboot屬于自由軟件，,http:///,是針對(duì)ARM CPU編寫的通用Boot Loader，其作用是,,對(duì)CPU以及主板進(jìn)行初始化,,加載操作系統(tǒng)或者其他boot image,,支持目前市面上的多種ARM板，也可以很容易的移植到新的開發(fā)板上,,目前ARMboot已經(jīng)與PPCBoot合并,?u-boot,,支持PPC、ARM等多種CPU,,,下載并安裝ARMboot,,Armboot源碼公開，可以在, –zxf,,README,,,,為了使用arm-elf-打頭的交叉編譯命令，需要修改中的CROSS_COMPILE變量的值arm-linux-為arm-elf-,,或者安裝arm-linux-交叉編譯包,,,安裝arm-linux-交叉編譯包,,下載,,mkdir –p /usr/local/arm,,cd /usr/local/arm,,tar jxf cross-2.95.3.tar.bz2,,這就有了一個(gè)arm-linux-交叉編譯環(huán)境了,,修改.bashrc，添加,,,,,查看是否安裝成功？,,退出并重新進(jìn)入控制臺(tái),,對(duì)“arm-linux-”使用tab鍵，可以看到所有“arm-linux-”打頭的工具,,使用命令“arm-linux-gcc -v”查看編譯器信息,,,,,,修改armboot,,include/configs/conifg_ep7312.h,,,配置armboot的啟動(dòng)方式,,,配置armboot，支持ep7312開發(fā)板,,make ep7312_config,,Build,,sudo make all,,,,,各種格式的,,目標(biāo)文件,,,生成的目標(biāo)文件有三個(gè)：,,armboot：ELF格式,,armboot.bin：二進(jìn)制映像文件格式,,armboot.srec：Motolola的一種格式,,此外在根目錄的tftpboot目錄下也有一個(gè)armboot.bin備份,,,配置skyeye，并運(yùn)行armboot,首先，新建一個(gè)目錄代表ep7312的主板,,mkdir ep7312forArmboot,,將剛才編譯成功的armboot.bin拷貝到這個(gè)目錄下,,skyeye支持raw binary和ELF格式，這里我們用raw binary的格式,,編輯skyeye.conf,,skyeye.conf如下（下頁(yè)）,,此時(shí)，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,,,運(yùn)行skyeye進(jìn)入ARMboot命令界面,,ARMboot的命令,,,,,U-boot在,skyeye中運(yùn)行,下載源碼,,解壓縮,,tar jvxf,,編譯 u-boot使用交叉編譯器：arm-linux-tools-20061213.tar.gz (gcc 版本為 3.4.4),,make ep7312 con?g,,make all,,,,,在skyeye中運(yùn)行u-boot,,可以根據(jù)需要修改，在include/configs/ep7312.h中,,U-boot的缺省啟動(dòng)方式,,,,,修改結(jié)束后，配置并編譯,make ep7312_config,,sudo make all,,,編寫skyeye.conf,,#skyeye config file for ubootcpu: arm720tmach: ep7312 mem_bank: map=I, type=RW, addr=0x80000000, size=0x00010000#skyeye for uboot flash 16M bank 1mem_bank: map=M, type=RW, addr=0x00000000, size=0x01000000, file=./u-boot.bin,boot=yes#skyeye for uboot sdram 16m bank 1mem_bank: map=M, type=RW, addr=0xc0000000, size=0x01000000,,注意這里的內(nèi)存的地址和容量的分配都是根據(jù)uboot里面的ep7312的配置文件調(diào)整的。這樣也可以是我們對(duì)uboot的代碼修改做到最小。,,,,運(yùn)行Skyeye,,由于u-boot限時(shí)自動(dòng)boot，所以在run之后要立刻使用“回車”鍵阻止autoboot,,,進(jìn)入u-boot的界面,,,,謝謝聽講,,