基于NFS的CortexA8開發(fā)板自開發(fā)程序應(yīng)用研究

于博

摘要摘要：CortexA8處理器是第一款基于ARMv7 架構(gòu)的應(yīng)用處理器，是有史以來ARM 開發(fā)的性能最高、最具功率效率的處理器。ARM Cortex-A8處理器是一款適用于復(fù)雜操作系統(tǒng)的應(yīng)用處理器?；贜FS文件系統(tǒng)，對CortexA8開發(fā)板遠程添加自開發(fā)程序應(yīng)用進行了研究。

關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：NFS； CortexA8處理器； ARMv7 架構(gòu)； 自開發(fā)程序

DOIDOI：10.11907/rjdk.1431004

中圖分類號：TP319

文獻標識碼：A文章編號文章編號：16727800（2015）004011802

0引言

NFS是Network File System的簡寫，即網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)[1]。網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)是FreeBSD支持的文件系統(tǒng)中的一種。 NFS允許一個系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)上與他人共享目錄和文件。通過使用NFS，不同的操作系統(tǒng)彼此共享文件（share files）——可以通過NFS掛載遠程主機目錄，訪問該目錄就像訪問本地目錄一樣，所以也可以簡單地將它看作一個文件服務(wù)器（Fileserver）[2]。

1學(xué)習和使用NFS文件系統(tǒng)

NFS工作原理可以理解為：CortexA8開發(fā)板上需要安裝一個NFS客戶端軟件，Linux宿主機上安裝NFS服務(wù)器端軟件。Linux宿主機配置NFS文件，告訴本機哪塊硬盤區(qū)域可以被NFS Client設(shè)備掛載，Linux宿主機啟動NFS服務(wù)器程序并等待Client掛載。CortexA8和Linux宿主機通過網(wǎng)線相連，運行NFS Client程序通過網(wǎng)線掛載Linux宿主機上的那塊硬盤，這樣在CortexA8開發(fā)板（NFS Client）一端就可以看到Linux宿主機上這塊硬盤區(qū)域里所有的文件了。

1.1CortexA8開發(fā)板和Linux宿主機兩端安裝NFS組件

CortexA8開發(fā)板的Linux內(nèi)核和文件系統(tǒng)支持NFS組件，所以CortexA8這端不需作任何修改就可以支持NFS。Linux內(nèi)核的配置：在Linux宿主機下進入/opt/Friendly ARM/mini210/linux3.0.8，運行命令：#make menuconfig （進入Linux內(nèi)核配置界面），進入NFS組件的選擇安裝，如圖1所示。

1.2主機端安裝NFS服務(wù)器

在Linux宿主機端安裝NFS服務(wù)器，不同的Linux發(fā)行版會略有不同，筆者使用的是Fedora 17發(fā)行版，過程如下：運行命令：#yum install port map nfsutils（安裝NFS所需要的組件） ，在/opt/Friendly ARM/mini210/目錄下建立一個共享目錄，取名為Source Code

運行命令：#chimed 777 /opt/Friendly ARM/mini210/Source Code （將文件夾Source Code的權(quán)限設(shè)置為所有人可讀寫和操作），#vim /etc/exports（修改exports配置文件）。在exports配置文件添加一行/opt/Friendly ARM/mini210/Source Code *（sync，rw，no_root_squash）解析。/opt/Friendly ARM/mini210/Source Code 就是NFS服務(wù)器允許NFS客戶端掛載的文件。*：代表任意IP地址都可以掛載該NFS服務(wù)器的指定文件，Rw：代表擁有可讀寫權(quán)限。

No_root_squash：表示當?shù)顷慛FS服務(wù)器使用共享目錄的使用者是root時，其權(quán)限將被轉(zhuǎn)換為匿名使用者（nobody）。接下來Linux宿主機端還要禁用防火墻，在Fedora17下禁用防火墻的命令為#systemctl stop iptables.service。將NFS服務(wù)器配置成開機啟動并啟動NFS服務(wù)器，命令為#systemctl enable nfsserver.service。

2為CortexA8開發(fā)板添加自開發(fā)程序

2.1CortexA8處理器編譯

CortexA8采用了復(fù)雜的流水線構(gòu)架，針對強功耗應(yīng)用，CortexA8采用了一個優(yōu)化的裝載/存儲流水線，順序執(zhí)行，同步執(zhí)行超標量處理器內(nèi)核，其擁有13級主流水線，10級NEON多媒體流水線，可以提供2 DMIPS/MHZ的性能；它有優(yōu)化的L1緩存，可以提高訪問存儲速度并降低功耗；它有專用的L2緩存，在編譯時，可以把緩存當作標準的RAM進行處理，而緩存大小可以靈活配置，緩存的訪問延遲也可以編程控制；它有基于執(zhí)行記錄的動態(tài)跳轉(zhuǎn)預(yù)盼，準確性高達95%，而且提供重放機制以有效降低預(yù)判錯誤帶來的性能損失；在技術(shù)方面，使用了更高性能及功耗效率和高代碼密度的Thumb-2技術(shù)[3]。它首次采用了強大的NEONTM信號處理擴展集，對H.264和MP3等媒體編解碼提供加速。CortexA8解決方案還包括JazelleRCT Java加速技術(shù)，提供最優(yōu)化的實時（JIT）和動態(tài)調(diào)適編譯（DAC），同時減少3/4的內(nèi)存占用空間。此外，新處理器還配置了用于安全交易和數(shù)字版權(quán)管理的TrustZone技術(shù)和AMBA 3 AXITM互連協(xié)議，實現(xiàn)低功耗管理IEM的功能[4]。

在Linux宿主機下，進入/opt/Friendly ARM/mini210目錄，用C語言編寫helloworld.c程序，運行命令#armLinuxgcc helloworld.c hello world（使用交叉編譯器armlinuxgcc，編譯helloworld.c，源碼為helloworld的可執(zhí)行程序） 。

2.2CortexA8開發(fā)板燒錄

在同目錄下運行命令#./hello world（執(zhí)行本目錄下的helloworld程序，應(yīng)該會報錯，因為這個程序是一個ARM體系程序而不是X86體系程序，X86主機無法識別里面的機器碼），將hello world可執(zhí)行程序復(fù)制到rootfs_qtopia_qt4目錄下，重新制作rootfs_qtopia_qt4.img文件系統(tǒng)，并將文件系統(tǒng)燒錄至CortexA8開發(fā)板。

利用超級終端或者Telnet登陸開發(fā)板控制臺，找到添加的helloworld程序，在控制臺下運行命令$./hello world（執(zhí)行hello world程序），觀察是否有正確的輸出返回。

至此，已經(jīng)至少向開發(fā)板燒錄過兩次文件系統(tǒng)了。這里的問題是在之后的開發(fā)過程中是不是每次添加或者修改程序時都要進行燒錄呢？那效率也實在太低了[5]。下面采用嵌入式軟件開發(fā)中最常用的開發(fā)方法，使用NFS文件系統(tǒng)進行遠程掛載來進行程序開發(fā)。

3使用NFS進行CortexA8開發(fā)

將Linux宿主機和CortexA8開發(fā)板通過網(wǎng)線相連，并將Linux宿主機的有線IP地址和CortexA8開發(fā)板的有線IP地址設(shè)置為同一網(wǎng)段（此次實驗室筆者的Linux宿主機IP地址為192.168.1.22，CortexA8開發(fā)板的IP地址為192.168.1.230）。

在Linux宿主機上，將之前寫好的helloworld.c源程序和helloworld可執(zhí)行程序復(fù)制到/opt/Friendly ARM/mini210/Source Code目錄下。我們在實驗中曾經(jīng)使用Windows下的putty.exe程序telnet登陸過開發(fā)板，其實絕大多數(shù)Linux操作系統(tǒng)也帶有該功能，在Linux宿主機下運行命令#telnet 192.168.1.230（使用telnet工具登陸IP地址為192.168.1.230的CortexA8開發(fā)板命令行控制臺），輸入用戶名為root，即可在Linux宿主機上完成命令行登陸，如圖2所示。

在控制臺下運行命令：

$mount –t nfs 192.168.1.22：/opt/Friendly ARM/mini210/Source Code /mnt –o no lock（注意這個命令是“$”符號打頭，是在控制臺進行的，意思是將IP地址為192.168.1.22的NFS服務(wù)器/opt/Friendly ARM/mini210/Source Code文件夾掛載到開發(fā)板Linux文件系統(tǒng)的/mnt目錄下）。完成掛載后，運行$ls /mnt命令，看一下是否是Linux宿主機/opt/Friendly ARM/mini210/Source Code目錄下的內(nèi)容，如圖3所示。筆者此時的/opt/Friendly ARM/mini210/Source Code目錄下的內(nèi)容稍有不同，讀者此時應(yīng)該只有helloworld.c和helloworld。嘗試運行hello world程序，看是否有正確的返回。返回結(jié)果為正確，由此推出，NFS進行CortexA8開發(fā)效率較高。

綜上所述，使用NFS進行開發(fā)，可以通過建立NFS，把Linux 服務(wù)器上的特定分區(qū)共享到待調(diào)試的嵌入式目標系統(tǒng)上，這樣就可以直接在嵌入式目標系統(tǒng)上操作Linux 服務(wù)器，同時可以在線對程序進行調(diào)試和修改，大大簡化了軟件開發(fā)工作。

參考文獻參考文獻：

[1]程海粟，李慶武，俞楷，等.基于CortexA8 處理器的車牌識別系統(tǒng)設(shè)計[J].計算機與現(xiàn)代化，2014（5）：123125.

[2]百度百科.CortexA8開發(fā)平臺[EB/OL].http：//baike.baidu.com/view/6631918.htm？fr=aladdin.

[3]楊亮.基于CortexA8嵌入式實驗平臺的設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 電子設(shè)計工程，2014（4） ： 153154.

[4]任亮.基于ARM CortexA8的嵌入式Linux開發(fā)的平臺構(gòu)建[J]. 山西煤炭管理干部學(xué)院學(xué)報，2012（4） ： 134135.

[5]李寧.ARM CortexA8處理器原理與應(yīng)用[M].北京： 北京航空航天大學(xué)出版社，2012.

責任編輯（責任編輯：杜能鋼）