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使用SkyEye仿真[转贴]

Posted on 2005-12-17 11:39 YGB.Grushy 阅读(438) 评论(0)  编辑 收藏 引用 所属分类: 嵌入式学习
SkyEye是一个可以运行嵌入式操作系统的硬件仿真工具，这样就可以在没有硬件条件下来进行嵌入式系统的开发。

以下操作均在Fedora Core 1.0里通过。

Skyeye项目资源列表
http://gro.clinux.org/projects/skyeye/


文档摘要：
1、什么是SkyEye？
2、SkyEye可以做什么事情？
3、安装SkyEye
4、安装arm-elf交叉编译器
5、测试你的arm-elf-gcc编译器
6、执行你的hello程序
7、一个应用程序的开发实例
8、编译并运行uClinux-dist-20030909.tar.gz
9、加入网络功能
10、安装完成SkyEye后，下一步将做什么？


1、什么是SkyEye？

SkyEye是开源软件的一个项目，SkyEye的目标是在Linux和Windows操作系统里提供一个完全的仿真环境。SkyEye仿真环境相当于一个嵌入式计

算机系统，你可以在SkyEye里运行一些嵌入式Linux操作系统，如ARMLinux，uClinux，uc/OS-II(ucos-ii)等，并能分析和调试它们的源代码。

如果你想知道关于SkyEye和嵌入式系统更详细的信息，请访问下面的站点：
http://www.skyeye.org/
http://www.skyeye.org/index_cn.html

通过SkyEye能仿真下面的硬件：
CPU核心：ARM7TDMI, ARM720T, ARM9, StrongARM, XScale
CPU: Atmel AT91/X40, Cirrus CIRRUS LOGIC EP7312, Intel SA1100/SA1110, Intel XScale PXA 250/255, CS89712, samsung 4510B,

samsung 44B0(还不全)
内存: RAM, ROM, Flash
周边设备: Timer, UART, ne2k网络芯片, LCD, 触摸屏等

目前能在SkyEye上运行下面的操作系统和系统软件：
uC/OSII-2.5.x(支持网络)
uClinux(基于Linux2.4.x内核, 支持网络)
ARM Linux 2.4.x/2.6.x
lwIP on uC/OSII
基于uC/OSII, uClinux, ARM Linux的应用程序


2.SkyEye可以做什么事情？
1. 通过SkyEye可以帮助促进嵌入式系统的学习，在不需要额外硬件的情况下学习和分析uclinux操作系统和其它嵌入式操作系统，如ucosII等

。
2. SkyEye可用于嵌入式系统的教学。
3. 希望通过skyeye促进操作系统的研究，如ucosII，uclinux+RTAI，uclinux2.5.x等。
4. 可以基于SkyEye进行仿真特定硬件模块的研究。
5. SkyEye可以作为嵌入式集成开发环境开发嵌入式系统（当然需要对SkyEye做大量的工作）。
注：引自陈渝《SkyEye Project FAQ》


3、安装SkyEye

到http://gro.clinux.org/projects/skyeye/下载skyeye-0.7.0.tar.bz2包：

tar jxvf skyeye-v0.7.0.tar.bz2

进入解压后的skyeye目录，如果SkyEye的版本低于0.6.0,则运行下面的命令：

./configure --target=arm-elf --prefix=/usr/local --without-gtk-prefix --without-gtk-exec-prefix --disable-gtktest

如果SkyEye的版本高于0.6.0,则运行下面的命令：

./configure --target=arm-elf --prefix=/usr/local

接下来执行：

make
make install

安装完成后执行skyeye

注意：
a.如果你使用的是Mandrake Linux发行版,那么你在编译SkyEye时遇到错误，并且错误与readline, ncurse, termcap等有关，你可以试试下面

的方法：

ln -s /usr/include/ncurses/termcap.h /usr/local/include/termcap.h

接着再make和make install看能否成功！
b.如果你的Linux发行版是Debian Linux,那么不要使用gcc 2.95或是gcc 3.0，请使用gcc 3.2+
c.gcc的版本要在2.96或以上
d.如果SkyEye的版本大于0.6.0,那么使用LCD仿真需要在Linux系统里安装GTK软件。


4、安装arm-elf交叉编译器

下载arm-elf-tools-20030314.sh
ftp://166.111.68.183/pub/embed/uclinux/soft/tools/arm
或到
ftp://166.111.8.229/OS/Embeded

执行：
chmod a+x arm-elf-tools-20030314.sh
然后：
./arm-elf-tools-20030314.sh

ls /usr/local/bin/

你应能看到以arm-elf开头的可执行文件，其中arm-elf-gcc就是用来编译你目标平台的编译器的，当然还有一些小工具，后面将一一讲来。


5、测试你的arm-elf-gcc编译器

先写一个小程序hello.c
PHP 代码:
#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int i;

    for(i = 0; i < 6; i++){

        printf("i = %d  ",i);

        printf("Hello, embedded linux!\n");
    }

    return 0;
}
然后执行：

arm-elf-gcc -Wl,-elf2flt -o hello hello.c

-elf2flt参数是将elf文件格式转为flat文件格式，这个工具是在你安装交叉编译器产生的。

或者你可以写个Makefile文件，执行：

make

这里是我的Makefile文件，仅供参考：
PHP 代码:
# begin

CC = arm-elf-gcc

CFLAGS = -D__PIC__ -fpic -msingle-pic-base -O2 -pipe -Wall -g
LDFLAGS = -Wl,-elf2flt

LIBS =
OBJS = hello.o

all:    hello

hello:  $(OBJS)
        $(CC) $(CFLAGS) $(LDFLAGS) -o hello $(OBJS) $(LIBS)

clean:
        rm -rf *.o *.elf *.gdb hello

# end
如果编译通过，就会产生hello可执行文件。用下面的命令：

file hello

你会发现，它是BFLT(binary FLAT)，你目标平台所支持的文件格式。


6、执行你的hello程序

这里，我们将借助genromfs这个小工具来完成测试，这个工具就是你在安装交叉编译器时产生的，你可以直接使用它。

到http://gro.clinux.org/projects/skyeye/下载skyeye-binary-testutils-1.0.4.tar.bz2包：

tar jxvf skyeye-binary-testutils-1.0.4.tar.bz2

cd testsuits/at91/uclinux2(当然你还可以用别的)

mkdir romfs(建一个目录，后面用)

mount -o loop boot.rom /mnt/xxx

cp -r /mnt/xxx/* romfs

另外，把你编译好的可执行程序拷贝到/romfs/bin目录里，这里就是hello了！

genromfs -f boot.rom -d romfs/

注：可以用genromfs -h来获得帮助！

OK！执行下面的命令：

skyeye linux

(skyeye)target sim

(skyeye)load

(skyeye)run

kernel start.....

很熟悉了吧。。。

cd /bin

hello

可以看到结果了吗？

其实到了这一步，你就可以开发自己的程序了！


7、一个应用程序的开发实例

下面介绍的程序主要是完成一个网络应用，网络应用的标准模型是客户机-服务器模型，它的主要执行过程如下:
(1)系统启动服务器执行。服务器完成一些初始化操作，然后进入睡眠状态，等待客户机请求;
(2)在网络的某台机器上，用户执行客户机程序;
(3)客户机进程与服务器进程建立一条连接;
(4)连接建立之后，客户机通过网络向服务器发出请求，请求某种服务;
(5)服务器接收到客户机请求后，根据客户机请求的内容进行相应的处理，然后将处理结果返回;
(6)服务器断开与客户机的连接，继续睡眠，等待其他客户机的请求;

Linux系统中的很多服务器是在系统初启时启动的，如时间服务器、打印服务器、文件传输服务器和电子邮件服务器等。大多数时间这些服务器

进程处于睡眠状态，等待客户机的请求。

下面这两个客户机-服务器程序比较简单，主要是对网络客户机-服务器模型的实际运行有大致印象。这个客户机-服务器的操作过程非常简单：

客户机与服务器建立连接之后，服务器向客户机返回一条消息。

服务器程序的源代码如下：
PHP 代码:
/* tcpserver.c */
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <netdb.h>
#include <sys/types.h>
#include <netinet/in.h>
#include <sys/socket.h>

#define WAITBUF 10

int main(int argc, char *argv[])
{
    int sockfd, new_fd;
    struct sockaddr_in server_addr;
    struct sockaddr_in client_addr;
    unsigned int sin_size, portnumber;
    char hello[]="Hello! Socket communication world!\n";

    if(argc != 2)
    {
        fprintf(stderr, "Usage:%s portnumber\a\n", argv[0]);
        exit(1);
    }

    if((portnumber = atoi(argv[1])) < 0)
    {
        fprintf(stderr, "Usage: %s portnumber error\a\n", argv[0]);
    }

    if((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1)
    {
        fprintf(stderr, "Socket error:%s\n\a", strerror(errno));
        exit(1);
    }

    bzero(&server_addr, sizeof(struct sockaddr_in));
    server_addr.sin_family = AF_INET;

    server_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    server_addr.sin_port = portnumber;

    if(bind(sockfd,(struct sockaddr *)(&server_addr), sizeof(struct sockaddr)) == -1)
    {
        fprintf(stderr, "Bind error:%s\n\a", strerror(errno));
        exit(1);
    }

    if(listen(sockfd, WAITBUF) == -1)
    {
        fprintf(stderr, "Listen error:%s\n\a", strerror(errno));
        exit(1);
    }

    while(1)
    {
        sin_size = sizeof(struct sockaddr_in);
        if((new_fd = accept(sockfd, (struct sockaddr *)(&client_addr), &sin_size)) == -1)
        {
            fprintf( stderr, "Accept error:%s\n\a", strerror(errno));
            exit(1);
        }
        fprintf(stderr, "Server get connection from %s\n", inet_ntoa(client_addr.sin_addr));
        if(send(new_fd, hello, strlen(hello), 0) == -1)
        {
            fprintf(stderr, "Write Error:%s\n", strerror(errno));
            exit(1);
        }

        close(new_fd);
    }
    close(sockfd);
    exit(0);
}

给服务器程序写一个Makefile文件，如下：
PHP 代码:
# start

CC = arm-elf-gcc

CFLAGS = -D__PIC__ -fpic -msingle-pic-base -O2 -pipe -Wall -g
LDFLAGS = -Wl,-elf2flt

LIBS =
OBJS = tcpserver.o

all:    tcpserver

tcpser:  $(OBJS)
    $(CC) $(CFLAGS) $(LDFLAGS) -o tcpserver $(OBJS) $(LIBS)

clean:
    rm -rf *.o *.elf *.gdb hello

# end

客户机程序的源代码如下：
PHP 代码:
/* tcpclient.c */
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <netdb.h>
#include <sys/types.h>
#include <netinet/in.h>
#include <sys/socket.h>

#define RECVBUFSIZE 1024

int main(int argc, char *argv[])
{
    int sockfd;
    char buffer[RECVBUFSIZE];
    struct sockaddr_in server_addr;
    int portnumber, nbytes;
    
    if(argc != 3)
    {
        fprintf(stderr, "Usage:%s hostname portnumber\a\n", argv[0]);
        exit(1);
    }

    if((portnumber=atoi(argv[2])) < 0)
    {
        fprintf(stderr,"Usage:%s hostname portnumber\a\n", argv[0]);
        exit(1);
    }
    
    if((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1)
    {
        fprintf(stderr, "Socket Error:%s\a\n", strerror(errno));
        exit(1);
    }
    
    bzero(&server_addr, sizeof(server_addr));
    server_addr.sin_family = AF_INET;
    server_addr.sin_port = portnumber;
    server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
    
    if(connect(sockfd, (struct sockaddr *)(&server_addr), sizeof(struct sockaddr)) == -1)
    {
        fprintf(stderr, "Connect Error:%s\a\n", strerror(errno));
        exit(1);
    }
    
    if((nbytes = recv(sockfd, buffer, RECVBUFSIZE, 0)) == -1)
    {
        fprintf(stderr, "Read Error:%s\n", strerror(errno));
        exit(1);
    }
    buffer[nbytes]='\0';
    printf("I have received:%s\n", buffer );
    close(sockfd);
    exit(0);
}

最后，skyeye-binary-testutils-1.1.0.tar.bz2/at91x40/uclinux1包里提取boot.rom，用步聚6中的方法，把tcpserver程序放在boot.rom的

bin目录中

在目标板上运行tcpserver 2000

在主机上运行./tcpclient 10.0.0.2 2000

看看结果!

程序的源码的注释因篇幅不在这给出，大家可以参考一些Linux网络编程的书籍，我也会在我的主页上更新一些资料，有需要的朋友可以去下载

！


8、编译并运行uClinux-dist-20030909.tar.gz

到ftp://166.111.68.183/pub/embed/uclinux/soft/
或到ftp://166.111.8.229/OS/Embeded/uclinux/pub/uClinux/dist下载
uClinux-dist-20030909.tar.gz

假设把它下载到/usr/src/目录下，然后依次执行下面的命令：

tar zxvf uClinux-dist-20030909.tar.gz
cd uClinux-dist/

在图形方式下可用命令make xconfig
或
在命令行方式下用命令make menuconfig

vendor/product中选择GDB/ARMulator
kernel版本选择2.4
然后save and exit

运行下面这两条命：
make dep
make

此时在/usr/src/uClinux-dist/linux-2.4.x目录下会生成可执行文件linux
在/usr/src/uClinux-dist/images/会生成romfs.img等文件

在uClinux-dist目录下建立仿真AT91的skyeye配置文件skyeye.conf,内容如下：
cpu: arm7tdmi
mach: at91
mem_bank: map=M, type=RW, addr=0x00000000, size=0x00004000
mem_bank: map=M, type=RW, addr=0x01000000, size=0x00400000
mem_bank: map=M, type=R, addr=0x01400000, size=0x00400000, file=images/romfs.img
mem_bank: map=M, type=RW, addr=0x02000000, size=0x00400000
mem_bank: map=M, type=RW, addr=0x02400000, size=0x00008000
mem_bank: map=M, type=RW, addr=0x04000000, size=0x00400000
mem_bank: map=I, type=RW, addr=0xf0000000, size=0x10000000


这个时候就可以用skyeye来调试运行kernel了，在/usr/src/uClinux-dist执行如下命令：

skyeye linux-2.4.x/linux

(skyeye)target sim

(skyeye)load

(skyeye)run

kernel start.....

注意:
要在skyeye.conf所在目录下执行skyeye linux-2.4.x/linux


9、加入网络功能
a.用root用户进行操作。
b.你要看你的/lib/modules/'uname -r'/kernel/drivers/net/目录里有没有tun.o
如果没有的话你就需要编译你的linux内核来获得tun.o了。
c.(1)运行tun设备模块：

#insmod /lib/modules/'uname -r'/kernel/drivers/net/tun.o

如果你没有该设备，那你就要用下面的命令来创建它：

#mkdir /dev/net
#mknod /dev/net/tun c 10 200

(2)运行vnet(虚拟集线器)设备模块(这一步不是必需的)：
获取vnet的源码，然后创建设备：

#mknod /dev/net/vnet c 10 201
#chmod 666 /dev/net/vnet

创建vnet.o
#make vnet.o

插入模块vnet.o
#insmod vnet.o

进入test目录，用test来测度vnet.o
#cd test
#make
#./testvnet1

d.配置skyeye.conf文件

cpu: arm7tdmi
mach: at91
mem_bank: map=M, type=RW, addr=0x00000000, size=0x00004000
mem_bank: map=M, type=RW, addr=0x01000000, size=0x00400000
mem_bank: map=M, type=R, addr=0x01400000, size=0x00400000, file=images/romfs.img
mem_bank: map=M, type=RW, addr=0x02000000, size=0x00400000
mem_bank: map=M, type=RW, addr=0x02400000, size=0x00008000
mem_bank: map=M, type=RW, addr=0x04000000, size=0x00400000
mem_bank: map=I, type=RW, addr=0xf0000000, size=0x10000000
# format: state=on/off mac=xx:xx:xx:xx:xx:xx ethmod=tuntap/vnet hostip=dd.dd.dd.dd
net: state=on, mac=0:4:3:2:1:f, ethmod=tun, hostip=10.0.0.1


下面将对上面的一些参数作下说明：
state=on/off意思是仿真的NIC(网络接口板)是有线的还是无线的；
mac=仿真适配器的MAC地址；
ethmod=tuntap/vnet在主机环境里使用的虚拟设备；
hostip=意思是主机环境与keyeye交互用的IP
格式: state=on/off mac=xx:xx:xx:xx:xx:xx ethmod=tuntap/vnet hostip=dd.dd.dd.dd

For example:
#set nic info state=on/off mac=xx:xx:xx:xx:xx:xx ethmod=tuntap/vnet hostip=dd.dd.dd.dd
net: state=on, mac=0:4:3:2:1:f, ethmod=tun, hostip=10.0.0.1
或
net: state=on, mac=0:4:3:2:1:f, ethmod=vnet, hostip=10.0.0.1

注意：
如果你想在同一时刻运行两个或更多的skyeye,那么请为每一个skyeye使用不同的skyeye.conf

e.运行skyeye linux-2.4.x/linux
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