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1、嵌入式操作系统期末实验考试OK6410环境下的设备驱动及进程间通信综合实验专 业 通信工程（物联网） 班 级 1104 学 号 08 指导教师 熊旭辉 起止时间 2012.12.24至2013.01.06湖北师范学院 2012 年 03 学期目录一、考试内容简介3二、准备硬件环境3三、准备软件环境3四、实验原理3五、把登录系统后的终端的默认用户改为root。4五、按照飞凌新版光盘A的用户手册6-5安装交叉编译工具链5六、编译内核7七、NFS挂载网络文件系统7八、执行led驱动程序12九、编写生产者与消费者代码14十、三个问题20一、考试内容简介1、采用生产者-消费者模型，控制OK6410的le
2、d灯的显示。生产者每秒产生一个015数字，放入共享缓冲区；消费者每秒从共享缓冲区取出一个数字，并用该数字设置OK6410的led灯的显示。2、考试目的3、掌握进程同步原理及Linux同步机制的编程4、掌握进程间通信原理及Linux进程间通信的编程5、掌握设备驱动原理及Linux设备驱动机制的编程6、掌握操作系统调用原理及Linux系统调用的编程7、掌握嵌入式开发环境的搭建8、配置交叉编译工具链9、配置nfs服务器和共享文件夹10、配置OK6410开发板的IP网络地址11、OK6410开发板的arm Linux 3.0.1内核的编译12、配置minicom终端及串口通信13、设备驱动模块的加载及
3、编程接口14、Linux命令的使用和程序的运行（包含后台运行）二、准备硬件环境高性能PC一台开发板一块计算机网络USB转串口网线三、准备软件环境Linux操作系统四、实验原理进程通信原理 OS提供了沟通的媒介供进程之间“对话”用。既然要沟通，如同人类社会的沟通一样，沟通要付出时间和金钱，计算机中也一样，必然有沟通需要付出的成 本。出于所解决问题的特性，OS提供了多种沟通的方式，每种方式的沟通成本也不尽相同，使用成本和沟通效率也有所不同。我们经常听到的 管道、消息队列、共享内存都是OS提供的供进程之间对话的方式。 既然是沟通，必然是沟通双方有秩序的说话，否则就成吵架了，谁也听不到对方说什么。如同
4、法庭中法官控制控辩双方的发言时机和发言时间一样，OS也必须提供 此类的管制方式使得进程的沟通显的有序和谐。我们经常听到的 互斥锁、条件变量、记录锁、文件锁、信号灯均属此列。生产者和消费者问题原理生产者-消费者问题是一个经典的进程同步问题，该问题最早由Dijkstra提出，用以演示他提出的信号量机制。在同一个进程地址空间内执行的两个线程生产者线程生产物品，然后将物品放置在一个空缓冲区中供消费者线程消费。消费者线程从缓冲区中获得物品，然后释放缓冲区。当生产者线程生产物品时，如果没有空缓冲区可用，那么生产者线程必须等待消费者线程释放出一个空缓冲区。当消费者线程消费物品时，如果没有满的缓冲区，那么消费
5、者线程将被阻塞，直到新的物品被生产出来。如果将两个wait操作即wait（full）和wait（mutex）互换位置，或者将release（mutex）与release（full）互换 位置，当缓冲区存满产品时，生产者又生产了一件产品，它欲向缓冲区存放时将在empty上等待，但它已经占有了使用缓冲区的权利。这时消费者要取产品时将 停留在mutex上得不到使用缓冲区的权利，导致生产者等待消费者取走产品，而消费者却在等待生产者释放使用缓冲区的权利，这种相互等待永远结束不了。因此进程将会发生死锁。五、把登录系统后的终端的默认用户改为root。1、在终端中输入：sudo gedit /etc/gdm/
6、custom.conf2、这时会弹出文本编辑器，将custom.conf内容修改成下面所示内容（若原来文件为空的话就输入这些内容），保存关闭，重新启动Ubuntu 就会发现已经自动用root 用户登录了。daemonTimedLoginEnable=trueAutomaticLoginEnable=trueTimedLogin=rootAutomaticLogin=rootTimedLoginDelay=30五、按照飞凌新版光盘A的用户手册6-5安装交叉编译工具链将arm-linux-gcc-4.3.2.tgz 文件拷贝到Ubuntu 的/forlinx 目录下，该文件位于用户基础资料光盘的“
7、实用工具”文件夹中。在Ubuntu 中新建一个终端，输入下面的命令安装交叉编译器：cd /forlinx (进入/forlinx 目录)mkdir /usr/local/arm （创建目录，若目录已存在会提示错误，跳过即可）tar zxvf arm-linux-gcc-4.3.2.tgz -C /编译器解压到/usr/local/arm把交叉编译器路径添加到系统环境变量中，以后可以直接在终端窗口中输入arm-linx-gcc 命令来编译程序。在终端中执行:gedit /etc/profile添加以下四行到该文件中:export PATH=/usr/local/arm/4.3.2/bin:$PA
8、THexport TOOLCHAIN=/usr/local/arm/4.3.2export TB_CC_PREFIX=arm-linuxexportPKG_CONFIG_PREFIX=$TOOLCHAIN/arm-none-linux-gnueabi保存，退出。重新启动系统，在终端里面执arm-linux-gcc v六、编译内核编译 Linux-3.0.1将压缩包FORLINX_linux-3.0.1.tar.gz 拷贝到你的工作目录下，解压缩：tar zxf FORLINX_linux-3.0.1.tar.gz在终端执行：make 编译结束后将在内核源码目录的arch/arm/boot 中得
9、到Linux 内核映像文件：zImage七、NFS挂载网络文件系统1、准备NFS文件系统目录启动nfs 服务之前，必须在Ubuntu 上准备好NFS 共享目录。例如，我们采用Ubuntu 的“/forlinx/root”作为NFS 共享目录，就需要将用户基础资料光盘中的FileSystem-Yaffs2.tar.gz 压缩文件拷贝到这个目录下，然后解压缩，得到根文件系统所需要的目录。在Ubuntu 上打开一个终端，输入以下命令：mkdir /forlinx/root将FileSystem-Yaffs2.tar.gz 文件拷贝到该目录下，解压：tar zxf FileSystem-Yaffs2.
10、tar.gz解压完成后如图所示：2. 配置NFS服务在Ubuntu 上新建一个终端，依次输入以下命令：sudo yum install portmapsudo yum install nfs-utilssudo gedit /etc/exports在弹出的文本编辑器中编辑exports 文件，在最后一行添加：/forlinx *(rw,sync,no_root_squash)3. 启动NFS服务Service portmap startService nfs start4 检查服务是否已经运行service rpcbind statusservice nfs status在终端里面执行ifco
11、nfig命令，查看fedaro的IP地址。开发板的IP地址，要修改与PC的IP地址在一个局域网里。5、连接到开发板由于我用的是Fedaro,而不是Ubuntu,所以我在linux系统下安装了minicom,相当于windows下的secureCRT. 其操作过程如下：安装安装好之后，执行下面的命令设置选项选择Serial port setup,将A改为/dev/ttyUSB0,其他不变修改后，保存返回。再进入Modem and dialing,删除A、B、K的参数。、若/dev目录下有ttyUSB0,则安装成功。如何实现minicom与secureCRT相同的功能？在终端输入：minicom+
12、回车，立即打开开发板，即可实现。注意：minicom命令必须在root权限下才能执行。6、Ping网观查看是否有连接在开发板上执行下面一条命令：mkdir tempmount -t nfs -o nolock 192.168.100.197:/forlinx /temp查看终端中的forlinx中的文件：八、执行led驱动程序1、修改Makefile文件在终端中执行：cd /forlinx/led执行：gedit Makefile修改代码，使KDIR :=/forlinx/linux-3.0.1保存，关闭。2、执行:make，产生led.ko 文件3、进行模块加载：insmod *.koarm
13、-linux-gcc o app-led app-led.c4、执行LED驱动程序在终端执行minicom,并重新打开开发板:cd test再执行：cd /led执行：./app-led 1010执行：./app-led 1110九、编写生产者与消费者代码#include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include led.h#define DEV_NAME /dev/ DEVICE_NAME#define SIZE 16 /定义缓冲大小为16个字符 int
14、creat_sem(key_t key,int value); /声明创建信号量初值为value的函数int sem_p(int sem_id); /声明P操作函数int sem_v(int sem_id); /声明V操作函数 union semun /自定义信号量操作所需要的联合体 int val; struct semid_ds *buf; unsigned short *array;void main() char *shm_addr=NULL; struct shmid_ds shm_buf; pid_t pid; int key,key1,key2; int shm_id,full,empty; static int head=0;
