-.z.郵電大學(xué)海外學(xué)院實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)名稱：實(shí)驗(yàn)一基于ADS開發(fā)環(huán)境的程序設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)二嵌入式Linu*交叉開發(fā)環(huán)境的建立實(shí)驗(yàn)三嵌入式Linu*環(huán)境下的程序設(shè)計(jì)課程名稱嵌入式系統(tǒng)與開發(fā)班級(jí)**姓名開課時(shí)間2014/2015學(xué)年第1學(xué)期實(shí)驗(yàn)一基于ADS開發(fā)環(huán)境的程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、學(xué)習(xí)ADS開發(fā)環(huán)境的使用；2、學(xué)習(xí)和掌握ADS環(huán)境下的匯編語言及C語言程序設(shè)計(jì)；3、學(xué)習(xí)和掌握匯編語言及C語言的混合編程方法。實(shí)驗(yàn)容1、編寫和調(diào)試匯編語言程序；2、編寫和調(diào)試C語言程序；3、編寫和調(diào)試匯編語言及C語言的混合程序；4、編寫程序測(cè)試多寄存器傳送指令的用法。實(shí)驗(yàn)原理ADS全稱為ARMDeveloperSuite，是ARM公司推出的新一代ARM集成開發(fā)工具?，F(xiàn)在常用的ADS版本是ADS1.2，它取代了早期的ADS1.1和ADS1.0。ADS用于無操作系統(tǒng)的ARM系統(tǒng)開發(fā)，是對(duì)裸機(jī)（可理解成一個(gè)高級(jí)單片機(jī)）的開發(fā)。ADS具有極佳的測(cè)試環(huán)境和良好的偵錯(cuò)功能，它可使硬件開發(fā)工作者更深入地從底層去理解ARM處理器的工作原理和操作方法，為日后自行設(shè)計(jì)打基礎(chǔ)，為BootLoader的編寫和調(diào)試打基礎(chǔ)。1.ADS軟件的組成ADS由命令行開發(fā)工具、ARM運(yùn)行時(shí)庫、GUI開發(fā)環(huán)境（CodeWarrior和A*D）、實(shí)用程序、支持軟件等組成。2.GUI開發(fā)環(huán)境ADSGUI開發(fā)環(huán)境包含CodeWarrior和A*D兩種，其中CodeWarrior是集成開發(fā)工具，而A*D是調(diào)試工具。使用匯編語言進(jìn)行編程簡單、方便，適用于初始化硬件代碼、啟動(dòng)代碼等。匯編語言具有一些相同的基本特征：一條指令一行。使用標(biāo)號(hào)（label）給存單元提供名稱，從第一列開始書寫。指令必須從第二列或能區(qū)分標(biāo)號(hào)的地方開始書寫。注釋必須跟在指定的注釋字符后面，一直書寫到行尾。在ARM匯編程序中，每個(gè)段必須以AREA作為段的開始，以碰到下一個(gè)AREA作為該段的結(jié)束，段名必須唯一。程序的開始和結(jié)束需以ENTRY和END來標(biāo)識(shí)。嵌入式C語言設(shè)計(jì)是利用基本的C語言知識(shí)，面向嵌入式工程實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。為了使單獨(dú)編譯的C語言程序和匯編程序之間能夠相互調(diào)用，必須為子程序之間的調(diào)用規(guī)定一定的規(guī)則。ATPCS就是ARM程序和Thumb程序中子程序調(diào)用的基本規(guī)則。實(shí)驗(yàn)過程與關(guān)鍵代碼分析創(chuàng)建項(xiàng)目工程在File菜單中選擇New命令，打開一個(gè)新建工程對(duì)話框。在Project選項(xiàng)卡下，選擇ARME*ecutableImage,然后在Projectname文本框里輸入項(xiàng)目名稱，點(diǎn)擊確定。彈出工程窗口。選擇File菜單中的New命令，選擇File標(biāo)簽頁，在Filename文本框中輸入要?jiǎng)?chuàng)建的文件名。匯編程序以.s結(jié)尾，c程序以.c結(jié)尾。在Location文本框中指定文件的存放位置，選中AddtoProject，在Targets中選中DebugRel，單擊確定關(guān)閉窗口。2.用匯編語言設(shè)計(jì)程序?qū)崿F(xiàn)10的階乘AREAE*AMPLE,CODE,READONLYENTRYstart MOVR0,*10 MOVR1,*1LOOP MULR0,R0,R1 SUBR0,R0,1 CMPR0,*1 BHILOOP END在這個(gè)程序中，我們首先對(duì)R0和R1賦值，將R0作為一個(gè)變量，而R1作為一個(gè)存貯階乘值的寄存器。在每進(jìn)行一次乘法之后，將R0減1。同時(shí)在做完減法后進(jìn)行判斷，如果此時(shí)R0大于1，則返回繼續(xù)乘法，否則結(jié)束程序，輸出結(jié)果。3.用調(diào)用子程序的方法實(shí)現(xiàn)1!+2!+3!+…+10!，代碼如下：asmp.s AREAJC,CODE,READONLY E*PORTJCP ENTRYJCP ADD R3, R0, *1 MOV R2, *1 MOV R1, *1LOOP MUL R0, R1, R2 MOV R1, R0 ADD R2, R2, *1 CMP R2, R3 BNE LOOP NOP NOP MOV PC, LR ENDPROGC.c*include<stdio.h>E*ternintJCP(intN)intmain(){ intres=0; intm=10; inti; for(i=1;i<=m;i++) res=res+JCP(i); printf(“Theresult=%d\n”,res); return0;}在這個(gè)程序中，主程序由c語言完成作求和，子程序由匯編語言寫成作階乘。5.實(shí)現(xiàn)字符串的逆序復(fù)制TE*T1=“HELLO”=>TE*T2=“OLLEH” AREAinvstring,CODE,READONLYstart ADR R1，TE*T1 ADR R2， TE*T2 MOV R3, *0LOOP LDRB R0， [R1], *1 ADD R3， R3， *1 CMP R0， *0 BNE LOOP SUB R1， R1， *2LOOP1 LDRB R0， [R1], *-1 STRB R0， [R2], *1 SUB R3，R3, *1 CMP R3， *1 BNE LOOP1 MOV R5， *&55 NOPTE*T1 =“HELLO”，0 ALIGNTE*T2 =“OELLH” END實(shí)驗(yàn)小結(jié) 在這次實(shí)驗(yàn)中，學(xué)會(huì)了如何使用匯編程序進(jìn)行編程。對(duì)匯編程序編程一些基本的要求有了一定的了解，學(xué)習(xí)了C語言的語法和在其中調(diào)用匯編程序的方法。學(xué)會(huì)了利用CodeWarriorIDE開發(fā)C和ARM匯編代碼。學(xué)會(huì)了在A*D中進(jìn)行代碼調(diào)試的方法和過程，對(duì)A*D的調(diào)試有初步的了解。實(shí)驗(yàn)二嵌入式Linu*交叉開發(fā)環(huán)境的建立一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握嵌入式Linu*交叉開發(fā)環(huán)境的建立方法學(xué)習(xí)和掌握Linu*常用命令學(xué)習(xí)和掌握vi編輯器的使用二、實(shí)驗(yàn)容1、搭建嵌入式Linu*交叉開發(fā)環(huán)境2、熟悉Linu*的常用命令3、熟悉vi編輯器的常用命令三、實(shí)驗(yàn)原理Linu*系統(tǒng)是UNI*系統(tǒng)的分支，是UNI*的微機(jī)版。Linu*具有異常豐富的驅(qū)動(dòng)程序資源，支持各種主流的硬件設(shè)備與技術(shù)。Linu*包含了現(xiàn)代的UNI*操作系統(tǒng)的所有功能特性，這些功能包括多任務(wù)、虛擬存、虛擬文件系統(tǒng)、進(jìn)程間通信、對(duì)稱所處理器、多用戶支持等。Vi編輯器是所有UNI*和Linu*下的標(biāo)準(zhǔn)編輯器。它包含3種工作模式。嵌入式系統(tǒng)是專用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它對(duì)系統(tǒng)的功能、可靠性、成本、體積、功耗等有嚴(yán)格的要求。大部分嵌入式系統(tǒng)沒有大容量存儲(chǔ)設(shè)備，一般不能安裝大型開發(fā)軟件，系統(tǒng)的開發(fā)需要采用交叉開發(fā)模式。四、實(shí)驗(yàn)過程與關(guān)鍵代碼分析實(shí)驗(yàn)用的是UP-NetARM2410-S試驗(yàn)箱，里面配有三星的芯片S3c2410*。打開電腦上VMWare軟件，在Windows系統(tǒng)下啟動(dòng)虛擬機(jī)里的Linu*系統(tǒng)。接著需要1.宿主機(jī)的環(huán)境搭建下載并運(yùn)行VMWare，根據(jù)向?qū)?chuàng)建一臺(tái)新虛擬機(jī)并選擇Linu*作為客戶操作系統(tǒng)，再根據(jù)向?qū)О惭bRedHatLinu*9.0。2.虛擬機(jī)中啟動(dòng)Linu*操作系統(tǒng)使用root登陸，用戶名為root，密碼為123456。之后對(duì)共享文件設(shè)置進(jìn)行調(diào)整：打開settings界面，打開sharedfolders功能，同時(shí)將路徑設(shè)置到有課前下載的軟件的目錄下。3.開發(fā)工具軟件的安裝（1）安裝gcc打開Linu*后，打開終端窗口，在共享的目錄下找到install.sh并運(yùn)行，命令如下：ls./install.sh 安裝程序?qū)⒆詣?dòng)建立/arm2410s目錄，并將所有的開發(fā)軟件包安裝到/arm2410s目錄下，同時(shí)自動(dòng)配置編譯環(huán)境，建立合適的符號(hào)。安裝完成后在目錄/opt/host/armv4l/bin/下應(yīng)該能看到主編譯器。（2）配置PATH路徑vi.file 將里面PATH變量改為PATH=$PATH:$HOME/bin:/opt/host/armv41/bin/; 存盤后執(zhí)行source.bash_profile以后armv4l-unknown-linu*-gcc將被自動(dòng)搜索到4.宿主機(jī)上的開發(fā)環(huán)境配置（1）配置IP地址 命令配置了宿主機(jī)的IP地址。然后打開網(wǎng)絡(luò)配置窗口，重新探測(cè)MAC地址。重新激活。（2）關(guān)閉防火墻 單擊“Red”菜單→“系統(tǒng)設(shè)置”→“安全級(jí)別”→打開“安全級(jí)別配置”窗口，選擇“無防火墻選項(xiàng)?！保?）配置NFS。 單擊“Red”菜單→“系統(tǒng)設(shè)置”→“服務(wù)器設(shè)置”→“服務(wù)”，在“服務(wù)配置”窗口中勾選nfs，單擊“開始”（4）NFS設(shè)置單擊“Red”菜單→“系統(tǒng)設(shè)置”→“服務(wù)器設(shè)置”→“NFS服務(wù)器”，打開“NFS服務(wù)器配置”窗口，設(shè)置NFS共享。然后在NFS服務(wù)器中增加主機(jī)IP地址的許可和目錄。完成配置。5.目標(biāo)機(jī)的信息輸出Windows系統(tǒng)下，“開始”→“所有程序”→“”→“通訊”→“超級(jí)終端”，新建一個(gè)通信終端。區(qū)號(hào)、隨意輸入。設(shè)置每秒位數(shù)為“115200”，數(shù)據(jù)位為“8”，無奇偶校驗(yàn)，停止位為“1”，無數(shù)據(jù)流控制。單擊“確定”。6.程序的運(yùn)行 打開超級(jí)終端，啟動(dòng)Linu*，屏幕顯示：[/mnt/yaffs] 在超級(jí)終端上執(zhí)行掛載命令：[/mnt]mount–tnfs21:/arm2410s/mnt/nfs掛載成功后可執(zhí)行程序。五、實(shí)驗(yàn)小結(jié) 在這次實(shí)驗(yàn)中，學(xué)會(huì)建立Linu*交叉開發(fā)環(huán)境，學(xué)會(huì)了ls和vi，cd等常用的Linu*命令，并掌握了Vi編輯器的使用方法。同時(shí)知道了如何在搭建失敗時(shí)尋找錯(cuò)誤進(jìn)行排錯(cuò)。實(shí)驗(yàn)三嵌入式Linu*環(huán)境下的程序設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握嵌入式Linu*環(huán)境下的程序設(shè)計(jì)方法2、學(xué)會(huì)編寫Makefile文件二、實(shí)驗(yàn)容1、熟悉嵌入式教學(xué)實(shí)驗(yàn)箱的使用2、編寫C程序和Makefile文件3、編譯程序產(chǎn)生可執(zhí)行程序4、完成主機(jī)的掛載和程序的執(zhí)行三、實(shí)驗(yàn)原理在嵌入式Linu*環(huán)境下的程序設(shè)計(jì)方法有一下幾個(gè)步驟：編寫源程序編寫Makefile文件編譯程序運(yùn)行和調(diào)試程序?qū)⑸a(chǎn)的可執(zhí)行文件加入文件系統(tǒng)。前三個(gè)步驟在宿主機(jī)上完成，后面的步驟在目標(biāo)機(jī)上完成。四、實(shí)驗(yàn)過程與關(guān)鍵代碼分析1.建立工作目錄mkdirhello cdhello編寫源程序用vi編輯器編輯Hello.c文件viHello.c在Vi中輸入源程序如下： *include<stdio.h> main() {printf(“helloworld\n”); }3．編寫Makefile文件viMakefile在vi中編輯Makefile文件如下： CC=armv4l-unknown-linu*-gcc E*EC=hello OBJS=hello.o CFLAGS+= LDFLAGS+=-static all:$(E*EC) $(E*EC):(OBJS) $(CC)$(LDFLAGS)–o$$(OBJS)clean：-rm–f$(E*EC)*.elf*.gdb*.o4.編譯程序在hello目錄下運(yùn)行“make”來編譯程序。makeclean make編譯成功后，生成可執(zhí)行文件Hello.o。5.下載調(diào)試在宿主機(jī)上啟動(dòng)nfs服務(wù)，并將/arms2410s設(shè)置為共享目錄。接下來啟動(dòng)超級(jí)終端，建立通訊，掛載。[/mnt]mount–tnfs21:/arm2410s/mnt/nfs掛載成功后，進(jìn)入/mnt/nfs，再進(jìn)入/mnt/nfs/hello，直接運(yùn)行剛剛編譯生成的可執(zhí)行文件Hello.o，查看運(yùn)行結(jié)果cdhello ./hell