嵌入式系统开发基础————基于arm微处理器和linux操作系统课后习题答案滕英岩

主板的BIOS引导
OS
WindowsCE、VxWorks、Linux等，需要移植
Windows、Linux，不移植
驱动程序
每个设备都必须针对电路板进行开发
OS中含有大多数，直接下载
协议栈
移植
OS或者第三方供应商提供
开发环境
借助服务器进行交叉编译
在本机可开发调试
仿真器
需要
不需要
1-2简述嵌入式系统的构成 - 让每个人平等地提升自我gcc -c $< -o $@
3-1
答：
1.建立宿主机开发环境，包括操作系统及编译器等
2．配置宿主机相关服务及软件，如minicom、网络等
3．建立引导加载程序BootLoader
4．移植内核kernel
5．建立根文件系统root
6．建立应用程序的Flash磁盘分区
}
（1）如果上述文件在同一个目录，请编写Makefile文件。
（2）如果按照下面的目录结构存放文件，请编写Makefile文件。
|---bin存放生成的可执行文件
|---obj存放.o文件
|---include存放display1.h和display2.h文件
|---src存放main.c、display1.c、display2.c和Makefile
2-1略。
2-2略
2-3略
2-4按照要求完成以下操作。
（1）创建文件夹test。
mkdir test
（2）进入test目录。
cd test
（3）在test目录下用Vi编辑一个新文件test.c，其内容如下：
#include <stdio.h>
intmain()
{
int a,i=0;
a=0;
while(i<20)
CMPR1, 0
BNELOOP
MOVR0, R2
MOVPC, LR
END
1-9
答：（1）要求很强的实时性，支持快速而明确的上下文切换
（2）具有高度的可裁剪性，支持动态链接，能够通过装卸某些模块来达到系统所需要的功能
（3）具有快速有效的中断和异常处理能力
（4）具有优化的浮点支持
（5）能够进行动态的内存管理
CPSR：程序状态寄存器，包含条件标识位、中断标识位、当前处理器模式等状态和控制位。
SPSR：备份的程序状态寄存器。在异常中断处理过程中，用于保存被中断处理程序的执行现场和处理器状态。
1-4
答：（1）复位异常中断：当系统上电、复位、软件复位时产生该类型中断。
（2）未定义指令异常中断：当ARM处理器或系统中的协处理器认为当前指令未定义时，产生该中断。通常利用该中断模拟浮点向量运算。
display1下面的makefile
all:$(OBJ_DIR)/display1.o $(OBJ_DIR)/display1.o
gcc -o $(BIN_DIR)/display1$^
disJ_DIR)/display2.o:$(SRC_DIR)/display2/display.c
7．开发应用程序
8．烧写内核、根文件系统和应用程序
9．发布产品
3-2
答：
Stage1：
（1）硬件设备初始化。
（2）为加载BootLoader的Stage2准备RAM空间。
（3）复制BootLoader的Stage2到RAM空间中。
（4）设置好堆栈。堆栈指针的设置是为执行C语言代码做好准备。
Stage2：
6．读写以外的I/O操作：驱动程序模块通过ioctl函数来完成读写以外的I/O操作，如锁设备等
3-4答：
（1）register_chrdev(0,”demo”,&demo_fops);
（2）mknod /dev/demo c 220 0
（3）insmod demo.o
4-1参见exam4-1
4-2参见exam4-2
),Count Integer);
sqlite> insert into book values(1,'SQLite3','Database',10);
sqlite> insert into book values(2,'Qt4','GUI',20);
sqlite> select * from book;
（11）不停地执行continue，直到程序结束。
（12）退出GDB。
2-6根据要求编写Makefile文件。
五个文件分别是main.c、display1.h、display1.c、display2.h、display2.c，具体的代码如下：
#include "stdio.h"
int main(int argc,char **argv)
比较gtest.o与test.o的大小，哪个大？为什么？
gtest.o比test.o大，因为前者加入了一些调试信息。
（6）执行gtest.o与test.o。
2-5使用GDB调试上面的程序gtest.o。
（1）进入GDB调试环境，读入调试程序。
gdb gtest.o
（2）列出源文件内容。
list
（3）在程序a=0;处设置一个断点。
ENTRY
ANDR2, R0, 0x3;R2R0的低两位
MOVR2, R2, LSL #30;将低两位移动到高两位
BICR0, R0, 0x3;将R0的低两位清0
ANDR3, R1, 0xC0000000;R3R1的高两位
MOVR3, R3, LSR #30;将高两位移动到低两位
BICR1, R1, 0xC0000000;将R1的高两位清0
|---src/display2存放display2.c和Makefile
src下面的makefile
SRC_DIR=.
INC_DIR=../include
OBJ_DIR=../obj
BIN_DIR=../bin
include $(SRC_DIR)/test/makefile
include $(SRC_DIR)/test1/makefile
3.设备卸载：驱动程序模块通过函数unregister_chrdev来完成内核的卸载。
4．打开/释放设备：驱动程序通过函数open来完成设备的打开。驱动程序通过函数release来完成设备的释放
5．读写设备：read函数将数据从内核复制到应用程序空间，write函数则将数据从应用程序空间复制到内核。
答：
硬件
微处理器
嵌入式系统的控制核心
外围电路
嵌入式系统的内存、I/O端口、复位电路、电源等
外设
USB、LCD、键盘等
软件
设备驱动接口
负责嵌入式系统与外设的信息交互
实时操作系统
包括与硬件相关的底层软件、系统内核、设备驱动接口、通信协议、图形界面、标准化浏览器等
可编程应用接口
为编制应用程序提供各种编程接口库
1|SQLite3|Database|10
2|Qt4|GUI|20
sqlite>
5-4
#include<stdio.h>
（3）如果按照下面的目录结构存放文件，请编写Makefile文件。
|---bin存放生成的可执行文件
|---obj存放.o文件
|---include存放display1.h和display2.h文件
|---src存放main.c和Makefile
|---src/display1存放display1.c和Makefile
（1）初始化本阶段要使用到的硬件设备。
（2）检测系统内存映射（Memory Map）。
（3）将内核映像和根文件系统映像从Flash存储器上读到RAM空间中。
（4）为内核设置启动参数。
（5）调用内核。
3-3答：
1.数据结构file_operations
2.设备注册：驱动程序模块通过函数register_chrdev来完成内核的注册。
{
display1 ("hello");
display2("hello");
}
display1.h
void display1 (char *print_str);
display2.h
void display2 (char *print_str);
display1.c
#include "display1.h"
(4)TABLEEQU 800
MOVR0, #TABLE
(5)TABLESPACE20
1-6
答：
R0=DATA1这组数据在存储器中所存放的起始地址，由编译器分配;
R1=0x0C0D0E0F;R2=0xF;R3=0x8020;[0x8020]=R1
1-7
答：
AREASWITCH, CODE, READONLY
breakpoint
（4）在程序printf("the value of a=%d \n",a);处设置一个断点。
（5）执行该程序。
run
（6）查看变量a的值。
print a
（7）查看变量a的类型。
（8）执行下一个源程序行，从而执行其整体中的一个函数。
（9）从断点开始继续执行到下一个断点。
（10）查看变量a的值，看看a是否有变化？
（3）软件中断：可用于用户模式下特权操作的调用，既可以是系统功能，也可以是用户自定义的功能。
（4）指令预取中止异常中断：如果处理器预取的指令地址不存在，或者该地址不允许当前指令访问，产生该类型的中断。