(原創) 如何在μClinux開發第一支Hello World程式? (IC Design) (DE2) (Nios II) (OS) (Linux) (μClinux) (C/C++) (gcc)

Abstract

μClinux順利的在DE2上執行是不夠的，重要的是如何將我們寫的程式放到μClinux上執行。

Introduction

在(原創) 如何在DE2上安裝μClinux作業系統? (IC Design) (DE2) (Nios II) (OS) (Linux) (μClinux)中，我們已經將μClinux順利的跑在DE2上，這樣就結束了嗎?開發人員關心的當然是如何將自己寫的程式跑在μClinux上。

這牽涉到兩個問題要解決：

1.如何使用nios2-linux-uclibc-gcc這個cross compiler?

2.如何將自己的執行檔放到image上?

我們試著看看如何讓Hello World順利的執行在μClinux上。

如何使用nios2-linux-uclibc-gcc這個cross compiler?

Step 1：

首先在/usr/local/src下用vi寫一個hello_world.c

1 #include <stdio.h>

2

3 int main() {

4 printf("Hello World\n");

5 }

Step 2：

使用gcc編譯Linux版的hello_world.c

[root@localhost src]# gcc hello_world.c -o hello_world_linux

Step 3：

執行Linux版的hello_world_linux

[root@localhost src]# ./hello_world_linux

執行結果

Hello World

這樣確定了我們的hello_world.c程式碼完全正確，可以在Linux順利執行。

Step 4：

使用nios2-linux-uclibc-gcc cross compiler編譯μClinux版hello_world.c

[root@localhost src]# nios2-linux-uclibc-gcc -W1 -elf2flt hello_world.c -o hello_world_uclinux

nios2-linux-uclibc-gcc是一個Nios II平台的cross compiler，安裝的方法請參閱(原創) 如何在DE2上安裝μClinux作業系統? (IC Design) (DE2) (Nios II) (OS) (Linux) (μClinux)。

-Wl代表的是linker的參數，-elf2flt是因為Nios II平台為elf格式，但μClinux為flt格式，所以要做轉換。

Step 5：

嘗試執行hello_world_uclinux

[root@localhost src]# ./hello_world_uclinux

-bash : ./hello_world_uclinux: cannot execute binary file

一如我們預期無法正常執行，這表示cross compile成功。

如何將自己的執行檔放到image上?

所有要打包成image的檔案，都會放在/usr/local/src/uClinux-dist/romfs下，也就是說，我們只要將執行檔、函式庫、圖片....放在這個目錄下，將來就會打包成zImage下載到DE2的SDRAM內。

Step 1：

將hello_world_uclinux放到/usr/local/src/uClinux-dist/romfs/usr//bin下

[root@localhost src]# cp hello_world_uclinux /usr/local/src/uClinux-dist/romfs/usr/bin

Step 2：

打包成image

[root@localhost src]# cd uClinux-dist;make linux image

最後會在/usr/local/src/uClinux-dist/linux-2.6.x/arch/nios2nommu/boot/下找到zImage

Step 3：

將zImage複製到Windows的C:\altera\72\nios2eds\examples\下

將軟硬體燒入到DE2

Step 1：

將DE2_NIOS2.sof複製到C:\altera\72\nios2eds\examples\下

Step 2：

啟動Nios II Command Shell

開始 -> 程式集 -> Altera -> Nios II EDS 7.2 -> Nios II 7.2 Command Shell

Step 3：

將硬體燒入到DE2

[SOPC Builder]$ nios2-configure-sof DE2_NIOS.sof

執行結果

Searching for SOF file:

in .

DE2_NIOS.sof

Info: *******************************************************************

Info: Running Quartus II Programmer

Info: Command: quartus_pgm --no_banner --mode=jtag -o p;DE2_NIOS.sof

Info: Using programming cable "USB-Blaster [USB-0]"

Info: Started Programmer operation at Mon Jun 09 03:01:45 2008

Info: Configuring device index 1

Info: Device 1 contains JTAG ID code 0x020B40DD

Info: Configuration succeeded -- 1 device(s) configured

Info: Successfully performed operation(s)

Info: Ended Programmer operation at Mon Jun 09 03:01:46 2008

Info: Quartus II Programmer was successful. 0 errors, 0 warnings

Info: Allocated 54 megabytes of memory during processing

Info: Processing ended: Mon Jun 09 03:01:46 2008

Info: Elapsed time: 00:00:02

Step 4：

將μClinux的zImage下載到SDRAM

[SOPC Builder]$ nios2-download -g zImage

執行結果

Using cable "USB-Blaster [USB-0]", device 1, instance 0x00

Pausing target processor: OK

Initializing CPU cache (if present)

OK

Downloaded 1197KB in 14.4s (83.1KB/s)

Verified OK

Starting processor at address 0x00D00000

Step 5：

啟動μClinux

[SOPC Builder]$ nios2-terminal

執行結果

Uncompressing Linux Ok, booting the kernel.

Linux version 2.6.19-uc1 (root@localhost.localdomain) (gcc version 3.4.6) #2 PR

EMPT Sun Jun 8 23:28:30 CST 2008

uClinux/Nios II

Altera Nios II support (C) 2004 Microtronix Datacom Ltd.

Built 1 zonelists. Total pages: 2032

Kernel command line:

PID hash table entries: 32 (order: 5, 128 bytes)

Dentry cache hash table entries: 1024 (order: 0, 4096 bytes)

Inode-cache hash table entries: 1024 (order: 0, 4096 bytes)

Memory available: 5956k/8192k RAM, 0k/0k ROM (1465k kernel code, 680k data)

Mount-cache hash table entries: 512

NET: Registered protocol family 16

NET: Registered protocol family 2

IP route cache hash table entries: 1024 (order: 0, 4096 bytes)

TCP established hash table entries: 1024 (order: 0, 4096 bytes)

TCP bind hash table entries: 1024 (order: 0, 4096 bytes)

TCP: Hash tables configured (established 1024 bind 1024)

TCP reno registered

io scheduler noop registered

io scheduler deadline registered (default)

Serial: JTAG UART driver $Revision: 1.3 $

ttyJ0 at MMIO 0x806810f0 (irq = 1) is a jtag_uart

TCP cubic registered

NET: Registered protocol family 1

NET: Registered protocol family 17

Freeing unused kernel memory: 572k freed (0x97a000 - 0xa08000)

Shell invoked to run file: /etc/rc

Command: hostname uClinux

Command: mount -t proc proc /proc

Command: mount -t sysfs sysfs /sys

Command: mount -t usbfs none /proc/bus/usb

mount: Mounting none on /proc/bus/usb failed: No such file or directory

Command: mkdir /var/tmp

Command: mkdir /var/log

Command: mkdir /var/run

Command: mkdir /var/lock

Command: mkdir /var/empty

Command: ifconfig lo 127.0.0.1

Command: route add -net 127.0.0.0 netmask 255.0.0.0 lo

Command: cat /etc/motd

Welcome to

____ _ _

/ __| ||_|

_ _| | | | _ ____ _ _ _ _

| | | | | | || | _ \| | | |\ \/ /

| |_| | |__| || | | | | |_| |/ \

| ___\____|_||_|_| |_|\____|\_/\_/

| |

|_|

For further information check:
http://www.uclinux.org/
Execution Finished, Exiting

Sash command shell (version 1.1.1)

/>

若看到這個畫面，表示μClinux已經順利執行在DE2上。

Step 6：

執行μClinux版的hello_world_uclinux

/> cd usr/bin

/usr/bin> hello_world_uclinux

Hello World

/usr/bin>

Conclusion

到目前為止，我們已經會使用gcc做cross compiler和打包image。事實上，無論什麼開發版，遷入式系統大抵都是這種開發方式，這和Windows Programming與Web Programming有相當大的差別。

See Also

(原創) 如何在DE2上安裝μClinux作業系統? (IC Design) (DE2) (Nios II) (OS) (Linux) (μClinux)