嵌入式Linux/WinCE/VxWorks培训免费讲座

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麋池
5 years ago
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1 The success's road 嵌入式 Linux 开发

2 主要内容 Linux 简介及嵌入式 Linux 开发初步 U-boot 开发初步 Kernel 开发 Linux 下文件系统开发初步 Linux 下驱动开发要点多线程应用开发网络应用开发 Linux 下图形界面开发华清远见 linux 培训课程介绍

3 Linux 简介 vlinus Torvalds 于 1991 编写 vlinux 是一个 Unix 兼容的系统, 大部分通用的 Unix 工具和程序都可以在 Linux 系统下运行 v 使用 GNU 工具开发 : gcc,glibc,binutils,make 等 vgnu = GNUis Not Unix vgpl = General Public License

4 Linux 优点 v 提供了先进的网络支持 v 多任务多用户 v 符合 IEEE POSIX 标准 v 核心能仿真 FPU v 支持数十种文件系统格式 v 完全运行于保护模式 v 开放源代码 v 采用先进的内存管理机制, 更加有效地利用物理内存

5 嵌入式系统开发 v 嵌入式系统是以应用为中心, 以计算机技术为基础, 并且软硬件可裁剪, 适用于应用系统对功能可靠性成本体积功耗有严格要求的专用计算机系统

6 嵌入式系统与 PC 机软件 ( 操作系统 / 驱动程序 / 应用程序 ) 存储器输入处理器输出

7 嵌入式系统与 PC

8 嵌入式系统的特点 v 1) 嵌入式系统低功耗体积小, 专用性强嵌入式系统与 PC 机的最大不同就是嵌入式 CPU 大多工作在为特定用户群设计的系统中, 能够把 PC 机中许多由板卡完成的任务集成在芯片内部, 从而有利于嵌入式系统设计趋于小型化 v 2) 为了提高执行速度和系统可靠性, 嵌入式系统中的软件一般都固化在存储器芯片或单片机本身中, 而不是存贮于磁盘等载体中 v 3) 嵌入式系统的硬件和软件都必须高效率地设计, 系统要精简操作系统一般和应用软件集成在一起 v 4) 对软件代码质量要求很高应该尽最大可能避免死机的情况发生 v 5) 嵌入式系统开发需要专门的开发工具和开发环境

9 嵌入式系统开发的内容

10 嵌入式 Linux 开发流程电路设计 ( 第 1 版 ) 电路设计 ( 第 2 版 ) 电路设计 ( 第 3 版 ) 编译器移植 BootLoader 内核移植设备驱动程序开发应用程序开发

11 嵌入式 Linux 开发模式串口 Flash BootLoader JTAG Linux 内核 Root fs fs Host 网口 CPU CORE NFS 模式 Target

12 GCC 简介 v 全称为 GNU CC,GNU 项目中符合 ANSI C 标准的编译系统 v 编译如 C C++ Object C Java Fortran Pascal Modula-3 和 Ada 等多种语言 v 一个交叉平台编译器, 适合在嵌入式领域的开发编译

13 源代码 *.c 预处理器编译器汇编处理目标代码 *.o 链接头文件 *.h 引导代码库函数编译器的作用 vgcc 的编译流程分为四个步骤预处理 (Pre- Processing) 编译 (Compiling) 汇编 (Assembling) 链接 (Linking) 可执行文件

14 GCC 交叉编译器的生成 v 第 1 步, 取得 Binutils GCC Glibc 源码 v 第 2 步, 配置并编译 Binutils 取得我们所需要的汇编和连接程序 v 第 3 步, 配置并编译 GCC 源码生成 GCC 编译器一般是 C 编译器首先生成, 然后以这个为基础在结合下一步生成的 Glibc 的 C 函数库, 再编译生成其它编译器 v 第 4 步, 配置 Glibc 并编译生成 Glibc 的 C 函数库 v 第 5 步, 再次配置和编译 GCC 源码, 生成其它语言的编译器, 如 C++ 编译器等

15 Make 工程管理器 v 工程管理器, 顾名思义, 是指管理较多的文件 vmake 工程管理器也就是个自动编译管理器, 这里的自动是指它能构根据文件时间戳自动发现更新过的文件而减少编译的工作量, 同时, 它通过读入 Makefile 文件文件的内容来执行大量的编译工作

16 初始化硬件设备载入内核执行内核自解压初始化驱动程序挂载根文件系统执行第一个用户空间程序 (linuxrc) 配置用户空间启动用户服务

17 Bootloader 的概念 vbootloader 就是在操作系统内核或用户应用程序运行之前运行的一段小程序通过这段小程序, 我们可以初始化硬件设备建立内存空间的映射图, 从而将系统的软硬件环境带到一个合适的状态, 以便为最终调用操作系统内核或用户应用程序准备好正确的环境

18 常见的 Bootloader

19 移植 u-boot 的步骤 v 下载源代码 v 阅读 Readme 文件 v 了解 u-boot 结构 v 添加修改 v 编译 v 调试 v 发布 v include/configs/smdk2410.h v board/smdk2410/smdk2410.c v int board_int(void) v int dram_init(void) v board/smdk2410/flash.c v cpu/arm920t/serial.c v drivers/rtl8019.c

20 Linux 内核 v 内核子系统进程调度内存管理内存管理虚拟文件系统网络进程间通讯

21 Linux 内核 v 内核目录结构 :/usr/src/linux-*** /arch( 重点 ) /drivers /fs /include /init /ipc /kernel /mm /net v 为什么要编译内核? v 编译模式直接编译进内核编译成模块

22 裁剪 Linux v 目的是创建嵌入式 Linux v 裁剪的对象包括 : Linux 内核库守护进程 GUI

23 文件系统 v 文件系统 (FileSystem) 是一组程序, 它们告诉操作系统如何访问及解释存储在磁盘或磁带驱动器或者其它存储媒介上的内容 v 常见的文件系统包括 : FAT 和 FAT-32(DOS/Windows) HPFS (OS/2) NFS NTFS(Windows NT/2000) 以及其它文件系统

24 文件系统 v 嵌入式文件系统技术 Flash 简介 ramdisk 技术 cramfs romfs jffs2 yaffs MTD 技术

25 嵌入式驱动开发 v 驱动程序简介 vlinux 设备驱动分类 vlinux 设备驱动模型 v 编写字符设备驱动程序

26 Linux 设备驱动的概念 v 驱动程序为硬件提供一个定义良好的内部接口 v 驱动程序封装了硬件细节 v 驱动程序为应用程序提供了访问设备的机制 v 驱动程序是内核的一部分

27 Linux 设备和模块的分类 v 设备和模块的分类 : 字符设备块设备网络接口提供公共服务的特定类型设备 v 其中字符设备和块设备是最主要的设备文件类型

28 典型的嵌入式设备存储器映射

29 进程运行的状态时间片到就绪态因等待事件发生而唤醒调度执行态等待某个事件发生而睡眠等待态

30 Linux 下的进程的模式和类型 v 进程的执行模式划分为用户模式和内核模式用户进程用户态中断或系统调用内核进程内核态

31 Linux 下进程间通信概述 vunix 平台上进程通信手段继承而来 v 两大主力 AT&T 的贝尔实验室, 对 Unix 早期的进程间通信手段进行了系统的改进和扩充, 形成了 "system V IPC", 其通信进程主要局限在单个计算机内 BSD( 加州大学伯克利分校的伯克利软件发布中心 ), 跳过了该限制, 形成了基于套接口 (socket) 的进程间通信机制 vlinux 则把两者的优势都继承了下来

32 网络编程基础 v 网络编程与普通程序的区别客户端与服务器模式 vlinux 网络编程提供套接字 (socket) 通讯的文件描述符设备无关性

33 网络编程基础 v 网络编程与普通程序的区别客户端与服务器模式 vlinux 网络编程提供套接字 (socket) 通讯的文件描述符设备无关性

34 套接字和端口进程 -1 进程 -2 进程 -3 进程 -4 端口 TCP UDP IP (+ICMP) 内核每个 socket 都和端口协议相联系网络层网线

35 TCP/UDP 协议 socket 编程流程服务器端客户端 socket socket listen accept connect recvfrom / recv send / sendto sendto / send recv / recvfrom close close

36 Linux 的 GUI v Linux 有一套简便易学的图形用户接口 (GUI), 用户使用鼠标就可以完成大多数工作在 Linux 中, GUI 由窗口系统, 窗口管理器, 工具包和风格等几个部分组成窗口系统用于组织显示屏上的图形输出, 窗口管理器用于对窗口的操作如最小化等, 工具包是用于编程界面的库, 风格是应用程序的用户界面

37 Linux 的 GUI v Linux 有一套简便易学的图形用户接口 (GUI), 用户使用鼠标就可以完成大多数工作在 Linux 中, GUI 由窗口系统, 窗口管理器, 工具包和风格等几个部分组成窗口系统用于组织显示屏上的图形输出, 窗口管理器用于对窗口的操作如最小化等, 工具包是用于编程界面的库, 风格是应用程序的用户界面

38 嵌入式系统中常见的 GUI v Tiny-X, 是标准 X-windows 在嵌入式系统的小巧实现, 作为一个图形环境,X-window 是成功的, 但由于在体系接口上的原因, 限制了它对游戏多媒体的支持能力 v MicroWindows, 其主要特色在于提供了 C/S 体系结构, 同时也提供了相对完善的图形功能但却无任何硬件加速能力, 图形引擎中也存在着许多未经优化的低效算法 v MiniGUI, 是建立在比较成熟的图形引擎之上, 其特点是小巧精致它尽量保持与 Win32 的兼容, 这样在 Win CE 应用的场合, 也可以使用 MiniGUI

39 嵌入式 Linux 课程简介 v 嵌入式 Linux 应用开发班 v 嵌入式 Linux 系统开发班 v 嵌入式 Linux 驱动开发班

40 The success's road 谢谢!

ARM+Linux嵌入式系统开发路线

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