Arm+μClinux应用程序开发实战讲解

clinux arm clinux uclinux应用程序 uclinux应用软件     μClinux作为嵌入式体系的上风在于：开源，免费，稳固及强大的网络结果！与标准LINUX的紧张区别在于不支持MMU及文件体系的差别！本身组建ARM＋μClinux软件开辟平台的进程：下载编译东西（arm－elf－tools）并摆设，下载内核源码（uClinux－Samsung－20020318．Tar），解压，根据须要淘汰结果模块，编译，终极天生BIN文件！举例阐发白添加配置驱动的进程，紧张为通过register－chrdev（）函数注册配置，利用file－operations数据布局实现open（）、read（）等配置利用结果！举例阐发添加应用步调的进程！
　　
　　比年来随着信息家电和手持配置的应用，嵌入式体系得到了极大的生长。环球每年生产的CPU中有超过跨过80％是应用于专用性很强的种种嵌入式体系，而最初，这类CPU仅举行一些大抵的控制，体系大多在超等循环加克制的要领下变乱，而随着32位高性能专用CPU的出现（如ARM），嵌入式体系可以大概适应巨大的控制，举行多任务的处理惩罚处罚，极大的提拔了屈从。固然这齐备还需嵌入式利用体系的支持。嵌入式Linux以其特有的魅力在市场中垂垂赢得了众
多用户的青睐，本文即先容了μClinux的开辟环境的组建流程，及应用步调和驱动步调的开辟进程。

    1 ARM－μClinux的简介　　
　　Linux是在90年代初出现，近几年渐受欢迎的利用体系，其最大特点是开放源代码。它原来被筹划为桌面体系，如今广泛应用于办事器范畴。而在嵌入式体系的范畴中，linux垂垂成为新的热门。
　　μClinux便是如今嵌入式linux中最盛行的一种。μClinux是Micro－Control－Linux的缩写，字面上的明白便是”针对微控制范畴而筹划的Linux体系”，它和标准的linux的区别，也即μClinux的小型化表如今以下几点：
　　起首，μClinux不支持MMU（内存办理单位），这是μClinux最明显的特性。μClinux采取实存储器办理战略举行存储器的分页办理，这有别于标准linux利用的假造存储器技能，从易用性上来说是一种倒退，由于这对开辟职员提出了更多的恳求。但是MMU须要相应的硬件支持，而在嵌入式体系中出于资源和应用的思量，很多微控制器并没有相应支持MMU的硬件，以是没有MMU并不影响很多嵌入式体系选择μClinux利用体系。
　　其次，μClinux默认文件体系为romfs，相敷衍标准linux一样通常采取的ext2文件体系恳求更少的空间，这紧张表如今两个方面，一是内核支持romfs文件体系所需的代码相对更少；二是romfs本身比较大抵，在创建文件体系超等块时所需存储空间较小。但是romfs不支持动态擦写生存。
　　再次，μClinux重写了步调库，对标准linux日益巨大的应用步调库和驱动步调库做了相应的修改。值得一提的是，μClinux对步调库采取静态连接的情势，这是由μClinux内存办理情势决定的。
　　由此，μClinux的容量有了大幅度的减小，整个利用体系的代码以致小于900 K。纵然云云，μClinux仍旧保持了linux的紧张长处，如稳固性，强大的网络结果和大方的文件体系支持等。同时μClinux已经告成移植到大部分嵌入式处理惩罚处罚器中，海内已有公司告成推出带μClinux利用体系的产品。
　　在嵌入式范畴中，32 bit嵌入式处理惩罚处罚器的内核底子采取RISC指令集，此中以ARM公司的ARM核和MOTOROLA公司的68 K／COLDFIRE系列最为盛行，而在手持配置范畴上更是ARM核的天下。
　　本文对μClinux开辟应用的简介便是基于μClinux－Samsung－20020318．Tar＋readhat9．0＋arm－elf－tools－20030314．Sh软件平台，配套的ARM芯片是三星4510。

    2　开辟平台的创建　　
　　创建μClinux的开辟环境不过乎两种环境：一是购买商家发行的套件；二是利用网上资源本身组建。而后者省钱且能学到更多东西，是很多喜好者或弟子的首选，下面列出本身组建步调，以供参考：
1）　起首摆设reahat9．0，细致见其他干系数据；
　　2）　在mac．Os．nctu．Edu．Tw网站（台湾交大的一个专门针对sumsung4510芯片的μClinux网站）上下载源码，μClinux－Samsung－20020318．Tar和arm－elf－tools－20030314．Sh；
　　3）　然后解压文件：在redhat的终端中切换到源码目次下实行以下下令：
　　sh arm－elf－tools－20030314．Sh　　／／即摆设ARM－GCC东西
　　tar xzfμClinux－Samsung－20020318．Tar．Gz　／／即解压源码
　　4）　编译内核：进到解开的μClinux目次中，依次实行以下下令：
　　make menuconfig在出现的对话框选中Samsung／4510B和uC－libc及别的所需选项
    make　dep
    make　clean
    make　lib－only
    make　user－only
    make　romfs
　　make　image在这步会出现错误报告，可敷衍连续下面的下令make
　　着末在／images目次下可看到二进制的内核文件，即image．Ram和image．Rom，前者是未经压缩的RAM版本内核，后者相反。把image．Rom烧录到flash中，重新上电，在串口1中即可看到启动信息，串口的波特率为19 200。如许Arm－μClinux的开辟环境就搭建告成。

    3　μClinux的应用开辟：　　
　　在实际项目开辟中，对μClinux的应用开辟会合在两个方面，即驱动步调和用户步调的编写。
μClinux的驱动步调库不大概包括实际项目体系中全部外围硬件的驱动，以是在应用开辟中，编写驱动步调是一个告急步调，驱动步调筹划的优劣直接影响体系运行的稳固性和运行屈从。而嵌入式利用体系的精良结果终极是由应用步调表现出来的，以是应用步调的优劣是影响嵌入式产品的告急因素，稳固高效的应用步调取决于开辟职员对μClinux体系的熟习水温和自身的编程经历。下面对这两个方面作个简介：
　　A．驱动步调的编写：
　　配置驱动步调是内核和呆板硬件之间的接口。 

    根据差别的配置驱动步调分为两类：字符配置和块配置；前者是直接读取数据，即I／O接口的恳求直接被送到配置上；而后者的数据是通过内核缓冲区举行传输的！Linux驱动步调的编译有两种要领：即静态编译进内核，和编译成模块供动态加载或卸载！由于μClinux不支持动态加载或卸载，故只能采取静态编译的要领！由于涉及到对硬件的利用而容易使体系瓦解，以是编写配置驱动步调时除了夸大高效，同时还恳求沉寂！
　　一个典范的驱动步调，大概上可以分为以下两个方面：
　　1）　注册配置：在体系初启时，必须将配置登记到相应的配置数组，比喻　：敷衍字符驱动配置来说，要利用register－chrdev（）来注册配置的驱动号，然后对这个配置的全部调用都用这个配置号来实现；
　　2）　定义结果函数：敷衍每一个驱动函数来说，都有一些和此配置密切干系的结果函数，就最常用的字符配置来说，都存在着诸如open（）、read（）、write（）、ioctrol（）这一类的利用。当体系调用这些利用时，将主动的利用file－operations布局中映射的函数来实现细致的利用；
　　在编写驱动步调前，不得不提file－operations这个布局，每个配置都有本身的file－operations布局，它定义了配置的底子入口点，即上面提到的结果函数。　　下面以一个大抵的演示例子，阐发编写字符配置驱动步调的细致进程，配置取名为“test”，配置号定为254，固然这个配置并没有涉及真正的硬件，仅是从内核空间拷贝了一些特定命据到用户空间：
　　第一步：在目次／linux－2．4／drives／char编写源步调test．C，源码如下：
头文件和全局变量：