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    嵌入式uClinux應用程序的NFS開發

    • 發布:嵌入式培訓
    • 來源:嵌入式教程
    • 時間:2015-05-27 14:35

    在目標機上可以運行uClinux了,接著就需要開發完成特定任務的應用程序了。由于嵌入式uClinux的特殊開發環境(主機--目標機),其應用程序的開發模式也有多種。

    一種是在主機上編寫程序,然后編譯、連接、調試,成功后將程序和內核一同編譯并下載到目標板。這種模式中不利于開發的問題有:主機和目標機的運行環境(如指令集,函數庫等)不同。另一種是通過網線或串口線將目標機和主機連起來,直接在目標機上開發調試。這種模式使用NFS將主機的特定目錄mount到目標機上,對主機的操作就是對目標機的操作。采用 NFS模式可以方便應用程序的開發,減少映像文件的下載次數和對flash的燒寫次數。這對于縮短開發周期,提高開發效率,加快產品的上市時間相當重要。

    1 NFS的簡要介紹

    NFS是Network File System(網絡文件系統)的縮寫,最初是由Sun公司開發出來的分布式文件系統。提供NFS服務的一方是NFS Server(遠程主機),使用NFS服務的一方是NFS Client(客戶機)。利用它,客戶機可以將遠程主機提供的共享目錄掛載到自己的目錄上,在本地的操作如同對遠程主機的操作。

    NFS有自己的協議與端口號(2049),它本身并沒有提供傳輸資料的協議,但是NFS卻能通過網絡進行資料的共享。這是因為在資料傳送或者其它相關數據交互的時候,NFS用遠程過程調用(Remote Procedure Call, RPC)的傳輸協議。RPC服務portmap負責管理服務與相關端口映射的工作。因此,使用NFS服務必須先激活RPC服務portmap,在主機和目標機上都要實現RPC服務,才可以使用NFS.

    使用NFS Server還需要激活至少兩個系統守護進程:rpc.nfsd用于管理Client使用主機共享目錄的權限,包含對Client的IP的判別; rpc.mountd用于管理NFS的文件系統。當Client通過rpc.nfsd后,在使用NFS Server提供的文件前,還必須取得使用權限的認證。rpc.nfsd及rpc.mountd的系統服務是由nfs-utils提供的。

    2配置主機和目標機的NFS服務

    嵌入式系統的開發是基于主機/目標機,在主機上要安裝目標機的交叉編譯工具。需要在主機上編譯出可以在目標機上運行的可執行文件。該可執行文件通常需要下在到目標機上才可以運行,而利用NFS可以不用下載即可運行。下面以主機RedHat9.0+PC,IP為192.168.111.8;目標機 uCLinux(內核為linux.2.4.x)+S3C44B0,IP為192.168.111.1的環境講解使用NFS需要的配置。

    2.1主機上的配置

    NFS服務需要內核(Kernel)支持,因此,內核版本最好高于2.2.x.如果重新編譯內核,一定要選擇支持NFS.主機上的配置均以root用戶進行。

    2.1.1確認是否安裝了NFS服務

    NFS服務一般在RedHat9.0安裝時就默認安裝的。檢查是否安裝了nfs的方法是:

    (1)查看/etc/rc.d/init.d目錄下是否有nfs和nfslock文件,如果有說明主機已經安裝了nfs服務。(#ls /etc/rc.d/init.d/)

    (2)#rpm -qa| grep -i nfs,出現redhat-config-nfs-1.0.4-5,

    nfs-utils-1.0.1-2.9這表示安裝了NFS.如果沒有安裝,安裝過程如下:

    #mount /dev/cdrom /mnt/cdrom(掛載光盤)

    #cd /mnt/cdrom/RedHat/RPMS

    #rpm -ivh nfs-utils-1.0.1-2.9.i386.rpm rpm2.1.2檢查RPC程序是否已經啟動

    #rpcinfo –p,檢查系統RPC運行狀況,若出現

    100000 2 tcp 111 portmapper

    100000 2 udp 111 portmapper 表示已經啟動RPC程序。

    2.1.3啟動主機上的NFS服務,并關閉防火墻

    NFS服務一般不會在開機時自動啟用。啟動該服務:

    (1)#ntsysv,選中nfs,nfslock和portmap;或者#setup,選擇System services里的nfs,nfslock和portmap.

    (2)啟用portmap服務,# /etc/rc.d/init.d/portmap start.也可以#service nfs start 和#service portmap start啟動服務。激活portmap后,就會出現一個端口號為111的rpc服務。至于nfs則會激活至少兩個以上的系統守護進程,然后就開始監聽 Client的請求,用#cat /var/log/messages可以看到以上操作是否成功。

    由于防火墻會關閉NFS服務(2049端口號)的對外服務,所以必須關閉防火墻。在RedHat9.0上運行setup,選擇Firewall configuration,選中No firewall.然后到上一層菜單選擇System services,去掉ipchains 和iptables 兩項服務。

    2.1.4設置共享目錄

    在文件/etc/exports中設定允許被訪問的共享目錄以及訪問的權限。該文件的格式:/共享目錄 主機名稱或IP(權限參數)。修改此文件添加共享目錄(該目錄要存在),/home/pub *() //允許所有主機訪問此目錄,權限為rw.

    /home/nfs 192.168.111.8(rw) //允許IP為192.168.111.8的主機訪問此目錄。權限為讀寫。

    權限參數設定為:

    rw:讀寫權限 ro:只讀權限

    no_root_squash:如果是root使用共享目錄,對于此目錄,他就具有root的權限

    root_squash:如果是root使用共享目錄,那么他的權限將被壓縮為匿名者(nobody)

    all_squash:不論NFS的使用者身份如何,他都會被壓縮成為匿名使用者(nobody)

    anonuid:前面的匿名使用者的UID設定值,通常為nobody;也可自行設定UID的值。(這個UID必需要存在于/etc/passwd中)

    anongid:同anonuid,但是變成groupID就是了

    sync:資料同步寫入到內存與硬盤中

    async:資料會先暫存于內存當中,而不會直接寫入硬盤

    2.1.5使/etc/exports文件生效,導出共享目錄

    修改了/etc/exports文件后,不需要重新激活nfs,只需要重掃描/etc/exports的文件,將設定重新加載即可,所使用的命令格式為#exportfs [-aruv].其參數說明:

    -a 全部掛載(或卸載) /etc/exports 文件中的設定

    -r重新掛載/etc/exports里的設定,此外也更新/etc/exports及/var/lib/nfs/xtab

    -u 卸載所掛目錄

    -v將共享的目錄的情況顯示到屏幕上

    這里,輸入#exportfs –rv,會將/etc/exports中所設置的共享目錄輸出。

    exporting 192.168.111.8:/home/nfs

    exporting *:/home/pub

    reexporting 192.168.111.8:/home/nfs to kernel

    每次修改了/etc/exports文件后都需要運行一次該命令。

    2.1.6檢查主機配置是否正確

    (1)檢驗所共享的目錄內容,可以查看/var/lib/nfs/xtab這個文件:

    # cat /var/lib/nfs/xtab 顯示共享出去的目錄信息。也可以用#showmount–e 192.168.111.1顯示主機上的共享目錄。

    (2)觀察NFS激活的端口號,# netstat –utln顯示內容中有

    udp 0 0 0.0.0.0:2049 0.0.0.0:*

    這里2049是nfs服務所開啟的端口,其它的端口是RPC Server其它程序隨機產生的,每次restart nfs都會得到不一樣的端口號。

    (3)mount自己提供的共享目錄。#mount –t nfs 192.168.111.1:/home/pub /mnt/nfs,將主機/home/pub掛載到/mnt/nfs目錄下。如果 mount成功,表示主機配置正確。#cd /mnt/nfs,#ls 看見的內容就是/home/pub下的內容。


    2.1.7卸載共享目錄,停止NFS服務

    卸載共享目錄#umount /mnt/nfs(#umount /home/nfs)

    停止(啟動)portmap服務 # /etc/rc.d/init.d/portmap stop(restart)

    停止(啟動)nfs服務 #/etc/rc.d/init.d/nfs stop(restart)

    2.2目標機上的配置

    目標機為內核為arm7TDMI的S3C44BO板,運行uClinux操作系統。在目標機端使用NFS掛載主機上的共享目錄,需要配置內核和相應的用戶程序(make menuconfig)。

    2.2.1配置內核

    Networking options --> (缺省) //開啟網絡功能

    Network device support --> (缺省)

    File systems ->Network File Systems--〉 //支持NFS文件系統

    <*> NFS file system support

    # Provide NFSv3 client support

    2.2.2用戶程序配置

    Network Applications -->

    # portmap

    BusyBox -->

    # mount(mount nfs support)(mount/unmount 命令有兩個地方可以選擇,Filesystem Applications 或BusyBox.這里推薦選擇BusyBox.

    配置完畢后,將編譯生成的映像文件image.rom下載到目標機上flash中。

    3 基于NFS的應用程序開發

    3.1在主機上編譯程序,并生成在目標機上運行的程序

    在主機/home/pub下編輯hi.c,其內容:

    #include

    main(){printf("hi! Good!n");}

    交叉編譯hi.c#arm-elf-gcc –Wall –Wl,-elf2flt –o hi hi.c生成flt格式的可執行文件hi.修改hi的權限#chmod 711 hi.該文件可以直接下載到目標機上運行,這里利用NFS看其執行情況。

    3.2目標機利用NFS掛載主機并進行調試

    用串口線將主機的COM1和目標機的COM0連接起來,同時接上網線。在主機上打開minicom(設置參數:57600 8N1,無流控)用于同目標機通訊。目標機上電或者復位,開始啟動uClinux,顯示信息成功后進入sh.

    在目標機上建立/var/nfs用于掛載主機上的目錄(這里采用的是romfs只讀文件系統,/var使用的是RAM disk驅動的ext2文件系統。所以僅/var可以用于讀寫,其它目錄只可以讀)# mkdir /var/nfs

    啟動目標機上portmap服務 # portmap &

    掛載主機上的共享目錄#mount -t nfs 192.168.111.1:/home/pub /var/nfs

    #ls /var/nfs可以看到主機上/home/pub的文件。此時,可以運行該目錄下的可執行程序hi,#./hi(注意要加"./")出現hi! Good!.程序正常運行,將其編譯到內核里。將hi拷貝到uClinux源碼包的/romfs/bin下編譯,生成的image.rom可以下載到 flash.在板子上的/bin下就有hi程序了,并且可以直接執行hi.

    卸載使用umount # umount /var/nfs.如果讓目標機啟動時自動運行portmap服務,可以修改rc文件(uClinux源碼中),在最后加入/bin/portmap&,mkdir /var/nfs.

    4 小結

    使用NFS開發模式,關鍵在于對主機和目標機的配置。如果配置不當,就會mount失敗。以下是值得注意的地方:

    mount成功,可是運行程序。 /hi時報告錯誤:Permission denied.即主機拒絕操作。需要修改主機上程序的權限chmod 777 /home/pub/hi.然后在目標機端運行。/hi即可。

    主機上設置時候一定要關閉防火墻,不然目標機mount的時候沒有響應。

    目標機上一定要先開啟portmap服務。

    主機和板子的IP在同一個網段。

    如果要運行大的應用程序,在Mount的時候最好加上:

    -o rsize=1024,wsize=1024,timeo=15的參數,否則多半會得到server not responsing的提示信息。

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