8.3 μClinux 内核调试实验

实验操作步骤

实验原理

实验内容

实验设备 实验目的1

2

3

4

5

一、实验目的

了解和掌握 μClinux 的内核调试方法。

硬件： Embest S3CEV40 实验平台， Embest 仿真器， PC 机

软件： Embest IDE 2003 ， Windows 98/2000/NT/XP 下的 cygwin 开发环境

二、实验设备

三、实验内容

使用 Embest IDE 软件进行内核调试，并将内核在运行过程中的调试信息打印到终端。

四、实验原理

1. Flash 本地运行方式：内核的未经压缩的可执行映像固化在 Flash ，系统启动时内核从 Flash 中开始逐句执行。

2. 压缩内核加载方式：内核的压缩映像固化在 Flash 上，系统启动时由附加在压缩映像前的解压复制程序读取压缩映像，在内存中解压后执行，这种方式相对复杂，但是运行速度更快（ RAM 的存取速率要比 Flash 高）。

μClinux 内核启动过程

四、实验原理

Flash 本地运行方式：

1. 内核的启动包括特定体系结构设置和 μClinux系统初始化两步

2. 内核启动的入口文件是 head-armv.s 。

3. head-armv.s 实现特定体系结构设置

4. start_kernel 实现 μClinux 系统初始化

四、实验原理

1. 配置系统寄存器；2. 初始化 ROM 、 RAM 以及总线控制寄

存器等；3. 设置堆栈指针，将 bss 段清零；4. 修改 pc 指针，跳转到 linux-2.4.x/init/ma

in.c 中的 start_kernel 函数，开始 μClinux 系统的初始化。

head-armv.s 的基本运行过程：

四、实验原理

1. 配置内核在 RAM 中执行 2. 生成内核映像文件 3. 设置 Embest IDE

4. 调试内核

进行内核调试时，通常使用未经压缩在RAM 中执行的内核映像

Embest IDE 调试内核

四、实验原理

1 、在内核定制 Customize Kernel Settings 中，系统类型 System Type 中选择内核执行方式 Kernel executes from 为 RAM 。

2 、在链接脚本文件 linux-2.4.x/arch/armnommu/vmlinux.lds 中设置内核运行起始地址为 0x8000 。

配置内核在 RAM 中执行

四、实验原理

在调试设置中，设置调试信息文件为 linux-2.4.x/linux ，下载文件为 image.ram ，下载地址为 0x8000 。

设置 Embest IDE

四、实验原理

依次执行 Debug 菜单中的 Remote Connect 和 D

ownload 命令，反汇编窗口将显示 μClinux 内核的汇编执行代码，此时可以通过 IDE 使用断点设置、单步执行、变量监视、寄存器查看修改等方法对 μClinux 内核进行调试。

调试内核

四、实验原理

start_kernel （）函数，在执行完其中的 console_init （）函数之前，串行口终端不会输出任何信息，因此可以通过串行口终端输出 console_init （）函数后执行信息。

串口打印信息调试内核

四、实验原理

1. 第一部分的信息调用函数 printk （）输出，该函数在 linux-2.4.x/kernel/printk.c 中。

2. 第二部分信息是在文件系统装载以后，执行 /etc/rc 文件里的系统命令的打印结果，这些打印信息是由 user/sash/ 文件夹下的 sash.c 文件中包含的 printf("Command: %s\n",buf) 命令产生。

超级终端显示的启动信息分两部分

五、实验操作步骤

1 、准备实验环境，使用 Embest S3CEV40 目标板附带的串口线连接目标板上的 UART0 和PC 机的串口，使用 Embest S3CEV40 目标板附带的网线连接目标板上的 ETHERNET 和PC 机的网口。

2 、在 PC 机上运行 Windows 自带的超级终端串口通信程序（波特率 115200 、 1 位停止位、无校验位、无硬件流控制）；或者使用其它串口通信程序。

五、实验操作步骤3 、在 cygwin 下修改内核，如在 start_kernel 函数

里的 mem_init 函数前加入一句“ printk(“This is mem_init............................./n”);” 。编译出 μClinux 内核，进入 μClinux 目录下的 linux-2.4.x目录，对 elf 格式的 linux 文件执行以下命令，生成可执行文件 image.ram ：

arm-elf-objcopy -O binary -R .note -R .comment -S linux image.ram

五、实验操作步骤

对 linux 文件执行以下命令，生成 μClinux内核的反编译文件：

arm-elf-objdump –S linux | tee linux.dump

五、实验操作步骤

4 、 Embest 仿真器连接目标板 Embest S3CEV40 ，使用 Embest IDE 通过 Embest 仿真器与目标板建立联系。

将 image.ram 放到 D 盘根目录（或其他目录）下，因为 μClinux 内核从 RAM 地址 0x8000 处开始执行，所以 Embest 仿真器下载的起始地址定为 0x8000 。

五、实验操作步骤

将 image.ram 文件下载到目标板 RAM 中。在 Embest IDE 的 Toggle Output 框里输入以下下载命令：

download d:\image.ram 0x8000

5 、 Embest IDE 的 Disassembly 框里出现的码就是 μClinux 内核的汇编执行代码。

6 、用 Embest IDE 在 0x8000 地址处运行内核。