20145218&20145240 《信息安全系统设计基础》实验一开发环境的熟悉

课程：信息安全系统设计基础

班级：1452

姓名：（按贡献大小排名）刘士嘉张晓涵

学号：（按贡献大小排名）20145240 20145218

指导教师：娄嘉鹏

实验日期：2016.11.3

实验时间：10：00-12:30

实验序号：1

实验目的与要求：

1.熟悉 linux 开发环境,学会基于 S3C2410 的 linux 开发环境的配置和使用。

2.使用linux的armv4l-unknown-linux-gcc编译，使用基于NFS方式的下载调试，了解嵌入式开发的基本过程。

3.正确使用连接线等实验仪器，并注意保护实验箱。实验结束之后将实验箱送回。

一、实验原理

交叉编译，就是在一个平台上生成另一个平台上的可执行代码。同一个体系结构可以运行不同的操作系统；同样，同一个操作系统也可以在不同的体系结构上运行。在Linux PC上，利用arm-linux-gcc编译器，可编译出针对Linux ARM平台的可执行代码。

二、实验内容与步骤

1.连接arm开发板

取试验箱之后，首先打开实验箱检查电源线、网线、并口线、插口线无缺失；然后卸除主机后的保护板，使得主机背后的插口方便与试验箱连接；
确保试验箱的开关处于off档位。将实验箱的网线、并口线分别与主机上的对应位置连接好（将主机上之前的网线拔出）。将电源线插在插线板上。将插口线一端插在arm板的端口0处，另一端插在主机对应位置。

2.建立超级终端

新建一个通信终端，取名为arm。在属性对话框中，将波特率设为115200，数据位设为 8，无奇偶校验，停止位为 1，无数据流控制。

3.启动实验平台

在上述设定完成之后，即可打开平台开关（开关由off拨至on）。在arm-超级端对话框中立即显示连接信息（此处等待信息显示的时间视机器而定，有的小组机器连接之后等待时间较长）；
等待直至出现如下图所示界面。输入 ifconfig 命令，记录下 arm 机的 ip 为：192.168.0.121

4.修改windows xp系统的ip使得它与arm机的ip在同一网段

打开windows xp系统中的“控制面板”——“网络连接”——“本地连接”，双击查看本地连接的状态；点击“属性”键，在“常规”选项卡中双击出现的“Internet协议（TCP/IP）”，查看并修改本机ip（实验中设置的ip为192.168.0.55）；
打开vmvare虚拟机平台，在“导入已有的虚拟机”选项中导入C盘下的red hat.vmi文件，进入linux环境。然后点击“从这里开始”——“系统设置”——“网络”（双击），在弹出的“网络配置”对话框中依次点击“编辑”——“设备”，进入“以太网服务”选项卡，在“手工设置ip”下方修改red hat 的ip（实验中设置的ip为192.168.0.234）；
修改完 IP，重启一下虚拟机，IP 才能启作用。重启后在命令行中使用 ifconfig 确认。（重启按钮下图所示，在本次实验中，第一次点击重启并没有成功，ip仍未改动，只得再点击一次重启ip才改正成功，所以实验中一定要在命令行中使用ifconfig确认ip）

（IP确认修改成功）

5.在red hat中安装arm编译器

回到xp系统，点击“开始”——“运行”，输入虚拟机的 ip：\192.168.0.234，会弹出要求输入用户名以及password的对话框，输入用户名 bc，密码 123456 然后确定即可进入与虚拟机共享的文件夹（bc）处（Samba Server对话框）；
把需要安装的、包含在armv4l-tools压缩包中的软件安装包解压缩到bc文件夹中（或者解压缩之后拷贝至此处），这时linux虚拟机就可以对该软件安装包进行操作了；

（正在拷贝所需文件）
进入虚拟机，依次输入“cd /home/bc”（回车）和“cd armv4l-tools”（回车），就可以进入到含有install.sh的文件夹中。（这时可以输入ls命令查看现有文件目录，确定该路径下含有install.h文件）然后在命令行中输入./install.sh，安装脚本程序将会自动建立目录，配置编译环境。

其实我们只要进到arm4l-tools这个文件夹再输入指令即可，所以要熟练运用cd指令。

6.配置环境变量

在虚拟机中使用“vi /root/.bashprofile”进入bashprofile文件（该文件为隐藏的系统文件，可以用ls -A查看）；
将其中的 PATH 变量修改为PATH=$PATH:$HOME/bin:/opt/host/armv4l/bin/ （也就是补充一个路径）；
保存文件，然后后执行： source /root/.bash_profile，则以后 armv4l-unknown-linux-gcc 会自动搜索到，可以在终端上输入。

7.编写并编译文件

在虚拟机中进入文件夹/root/bc，在此目录下编写 hello.c 文件（vi hello.c即可创建并编辑hello.c文件，编辑结束之后输入：wq保存并退出）；
利用命令armv4l-unknown-linux-gcc hello.c -o hello对 hello.c 进行编译，生成 hello 可执行文件；
可以利用ls命令查看在bc文件夹中是否出现了hello.c及hello可执行文件。

（由图可得，hello.c编译成功）

8.下载调试

在xp环境的超级终端中将共享文件夹挂载好，建立开发板与虚拟机之间的通讯（在之前的步骤中已经完成了挂载，此处只需要在arm命令行中用ls命令检查以下hello.c和hello文件是否在当前系统的bc文件夹中）；
在arm命令行中输入命令“mount -t nfs -o nolock 192.168.0.234:/home/bc（空格）/host”即可完成下载；
输入./hello命令执行hello文件。

三、实验过程及知识点理解

1.为什么要让xp,arm,red hat三个系统的ip的前三位一致？

在本次实验中，只有在同一个局域网内的系统，才能够互相传递数据；所以要把需要互相传递数据的三个系统的ip配置到同一网段内。根据三个系统的子网掩码都是255.255.255.0（意味着每个ip地址前三个十进制段都是标识的网段),自然要把三个系统的ip修改为前三段一致的。

2.在属性对话框中，“将特率设为 115200，数据位设为 8，无奇偶校验，停止位为 1，无数据流控制”的原因是什么?

单片机的波特率必须和PC的波特率一致才能接收正确，100000不是PC的标准波特率。数据位设为8也是同样的道理，都是为了正确传输数据，若单片机设置和PC机不匹配，则会导致乱码及数据丢失。

3.arm机的作用是什么？

arm本质上是一种linux嵌入式开发平台；主机在与之相连后，通过下载有关的软件（比如超级终端配套软件）实现通过主机对arm板的操作。这套开发系统（包括arm机与主机，即宿主机共同组成）的原理如下：运行 Linux 的 PC（宿主机）开发时使用宿主机上的交叉编译、汇编及连接工具形成可执行的二进制代码（这种可执行代码并不能在宿主机上执行，而只能在目标板上执行),然后把可执行文件下载到目标机上运行。调试时的方法很多，可以使用串口，以太网口等，具体使用哪种调试方法可以根据目标机处理器提供的支持作出选择。

四、实验过程难点

1.关于arm机无法连接xp系统的问题

在实验过程中我们发现有很的小组无法正确连接arm机与主机，主要问题就是网线的问题，我们需要将主机上的网线拔掉，将arm和主机通过网线连接，可能很多同学看到主机上有网线就没有管arm机上的网线了。

2.关于第5步中输入虚拟机的 ip：\192.168.0.234之后显示“找不到此网路路径”的问题

发生这种情况，一定是网络连接有问题。首先检查了网线连接确认无误之后，再对arm机、linux虚拟机和xp的ip分别进行了检验。很可能是是在配置xp系统的ip的时候发生了问题：xp系统配置ip的时候，依次点开了若干对话框；在配置完ip之后，要依次点击确定并关闭对话框，才使得新修改的ip生效。（这里很多人在配置完成后都随手叉掉，最后也不知道是哪里出了问题，所以一定要点击确定）

3.在编译hello.c的时候提示“not found”？

出现这样的问题，是在修改PATH环境变量路径的时候没有修改成功。解决方法有两个：

再次进入bash_profile文件，修改并保存路径；

直接在GCC编译的时候在hello.c前面加上路径。