嵌入式uClinux應(yīng)用程序的NFS開發(fā) - 全文

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　　在目標機上可以運行uClinux了，接著就需要開發(fā)完成特定任務(wù)的應(yīng)用程序了。由于嵌入式uClinux的特殊開發(fā)環(huán)境(主機——目標機),其應(yīng)用程序的開發(fā)模式也有多種。

　　一種是在主機上編寫程序，然后編譯、連接、調(diào)試，成功后將程序和內(nèi)核一同編譯并下載到目標板。這種模式中不利于開發(fā)的問題有：主機和目標機的運行環(huán)境(如指令集，函數(shù)庫等)不同。另一種是通過網(wǎng)線或串口線將目標機和主機連起來，直接在目標機上開發(fā)調(diào)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(yīng)用程序的開發(fā)，減少映像文件的下載次數(shù)和對flash的燒寫次數(shù)。這對于縮短開發(fā)周期，提高開發(fā)效率，加快產(chǎn)品的上市時間相當重要。

　　1 NFS的簡要介紹

　　NFS是Network File System(網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng))的縮寫，最初是由Sun公司開發(fā)出來的分布式文件系統(tǒng)。提供NFS服務(wù)的一方是NFS Server(遠程主機)，使用NFS服務(wù)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(xié)議與端口號(2049)，它本身并沒有提供傳輸資料的協(xié)議，但是NFS卻能通過網(wǎng)絡(luò)進行資料的共享。這是因為在資料傳送或者其它相關(guān)數(shù)據(jù)交互的時候，NFS用遠程過程調(diào)用(Remote Procedure Call, RPC)的傳輸協(xié)議。RPC服務(wù)portmap負責(zé)管理服務(wù)與相關(guān)端口映射的工作。因此，使用NFS服務(wù)必須先激活RPC服務(wù)portmap，在主機和目標機上都要實現(xiàn)RPC服務(wù)，才可以使用NFS。

　　使用NFS Server還需要激活至少兩個系統(tǒng)守護進程：rpc.nfsd用于管理Client使用主機共享目錄的權(quán)限，包含對Client的IP的判別; rpc.mountd用于管理NFS的文件系統(tǒng)。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(quán)限的認證。rpc.nfsd及rpc.mountd的系統(tǒng)服務(wù)是由nfs-utils提供的。

　　2配置主機和目標機的NFS服務(wù)

　　嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)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(zhí)行文件。該可執(zhí)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(nèi)核為linux.2.4.x)+S3C44B0，IP為192.168.111.1的環(huán)境講解使用NFS需要的配置。

　　2.1主機上的配置

　　NFS服務(wù)需要內(nèi)核(Kernel)支持，因此，內(nèi)核版本最好高于2.2.x。如果重新編譯內(nèi)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(wù)

　　NFS服務(wù)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(jīng)安裝了nfs服務(wù)。(#ls /etc/rc.d/init.d/)

　　(2)#rpm -qa| grep -i nfs，出現(xiàn)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 rpm

　　2.1.2檢查RPC程序是否已經(jīng)啟動

　　#rpcinfo –p，檢查系統(tǒng)RPC運行狀況，若出現(xiàn)

　　100000 2 tcp 111 portmapper

　　100000 2 udp 111 portmapper 表示已經(jīng)啟動RPC程序。

　　2.1.3啟動主機上的NFS服務(wù)，并關(guān)閉防火墻

　　NFS服務(wù)一般不會在開機時自動啟用。啟動該服務(wù)：

　　(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(wù),# /etc/rc.d/init.d/portmap start。也可以#service nfs start 和#service portmap start啟動服務(wù)。激活portmap后，就會出現(xiàn)一個端口號為111的rpc服務(wù)。至于nfs則會激活至少兩個以上的系統(tǒng)守護進程，然后就開始監(jiān)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(guān)閉NFS服務(wù)(2049端口號)的對外服務(wù)，所以必須關(guān)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(wù)。

　　2.1.4設(shè)置共享目錄

　　在文件/etc/exports中設(shè)定允許被訪問的共享目錄以及訪問的權(quán)限。該文件的格式：/共享目錄 主機名稱或IP(權(quán)限參數(shù))。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(quán)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(quán)限為讀寫。

　　權(quán)限參數(shù)設(shè)定為：

　　rw:讀寫權(quán)限 ro:只讀權(quán)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(quán)限

　　root_squash:如果是root使用共享目錄，那么他的權(quán)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(shè)定值，通常為nobody;也可自行設(shè)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(nèi)存與硬盤中

　　async:資料會先暫存于內(nèi)存當中，而不會直接寫入硬盤

　　2.1.5使/etc/exports文件生效，導(dǎo)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(shè)定重新加載即可，所使用的命令格式為#exportfs [-aruv]。其參數(shù)說明：

　　-a 全部掛載(或卸載) /etc/exports 文件中的設(shè)定

　　-r重新掛載/etc/exports里的設(shè)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(shè)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(nèi)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(nèi)容中有

　　udp 0 0 0.0.0.0:2049 0.0.0.0:*

　　這里2049是nfs服務(wù)所開啟的端口，其它的端口是RPC Server其它程序隨機產(chǎn)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(nèi)容就是/home/pub下的內(nèi)容。

　　2.1.7卸載共享目錄,停止NFS服務(wù)

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

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

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

　　2.2目標機上的配置

　　目標機為內(nèi)核為ARM7TDMI的S3C44BO板，運行uClinux操作系統(tǒng)。在目標機端使用NFS掛載主機上的共享目錄，需要配置內(nèi)核和相應(yīng)的用戶程序(make menuconfig)。

　　2.2.1配置內(nèi)核

　　Networking options --> (缺省) //開啟網(wǎng)絡(luò)功能

　　Network device support --> (缺省)

　　File systems ->Network File Systems——〉 //支持NFS文件系統(tǒng)

　　<*> 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，F(xiàn)ilesystem 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(yīng)用程序開發(fā)

　　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(nèi)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(zhí)行文件hi。修改hi的權(quán)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(zhí)行情況。

　　3.2目標機利用NFS掛載主機并進行調(diào)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(wǎng)線。在主機上打開minicom(設(shè)置參數(shù)：57600 8N1,無流控)用于同目標機通訊。目標機上電或者復(fù)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(tǒng)，/var使用的是RAM disk驅(qū)動的ext2文件系統(tǒng)。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(wù) # 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(zhí)行程序hi，#./hi(注意要加“./”)出現(xiàn)hi! Good!。程序正常運行，將其編譯到內(nèi)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(zhí)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(wù)，可以修改rc文件(uClinux源碼中)，在最后加入/bin/portmap&，mkdir /var/nfs。

　　4 小結(jié)

　　使用NFS開發(fā)模式，關(guān)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(quán)限chmod 777 /home/pub/hi。然后在目標機端運行./hi即可。

　　主機上設(shè)置時候一定要關(guān)閉防火墻，不然目標機mount的時候沒有響應(yīng)。

　　目標機上一定要先開啟portmap服務(wù)。

　　主機和板子的IP在同一個網(wǎng)段。

　　如果要運行大的應(yīng)用程序，在Mount的時候最好加上：

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