嵌入式uClinux应用程序的NFS开发

在目标机上可以运行uClinux了，接着就需要开发完成特定任务的应用程序了。由于嵌入式uClinux的特殊开发环境(主机--目标机),其应用程序的开发模式也有多种。
   　　一种是在主机上编写程序，然后编译、连接、调试，成功后将程序和内核一同编译并下载到目标板。这种模式中不利于开发的问题有：主机和目标机的运行环境(如指令集，函数库等)不同。另一种是通过网线或串口线将目标机和主机连起来，直接在目标机上开发调试。这种模式使用NFS将主机的特定目录mount到目标机上，对主机的操作就是对目标机的操作。采用 NFS模式可以方便应用程序的开发，减少映像文件的下载次数和对flash的烧写次数。这对于缩短开发周期，提高开发效率，加快产品的上市时间相当重要。
   　　1 NFS的简要介绍
   　　NFS是Network File System(网络文件系统)的缩写，最初是由Sun公司开发出来的分布式文件系统。提供NFS服务的一方是NFS Server(远程主机)，使用NFS服务的一方是NFS Client(客户机)。利用它，客户机可以将远程主机提供的共享目录挂载到自己的目录上，在本地的操作如同对远程主机的操作。
   　　NFS有自己的协议与端口号(2049)，它本身并没有提供传输资料的协议，但是NFS却能通过网络进行资料的共享。这是因为在资料传送或者其它相关数据交互的时候，NFS用远程过程调用(Remote Procedure Call, RPC)的传输协议。RPC服务portmap负责管理服务与相关端口映射的工作。因此，使用NFS服务必须先激活RPC服务portmap，在主机和目标机上都要实现RPC服务，才可以使用NFS。
   　　使用NFS Server还需要激活至少两个系统守护进程：rpc.nfsd用于管理Client使用主机共享目录的权限，包含对Client的IP的判别; rpc.mountd用于管理NFS的文件系统。当Client通过rpc.nfsd后，在使用NFS Server提供的文件前，还必须取得使用权限的认证。rpc.nfsd及rpc.mountd的系统服务是由nfs-utils提供的。
   　　2配置主机和目标机的NFS服务
   　　嵌入式系统的开发是基于主机/目标机，在主机上要安装目标机的交叉编译工具。需要在主机上编译出可以在目标机上运行的可执行文件。该可执行文件通常需要下在到目标机上才可以运行，而利用NFS可以不用下载即可运行。下面以主机RedHat9.0+PC，IP为192.168.111.8;目标机 uCLinux(内核为linux.2.4.x)+S3C44B0，IP为192.168.111.1的环境讲解使用NFS需要的配置。
   　　2.1主机上的配置
   　　NFS服务需要内核(Kernel)支持，因此，内核版本最好高于2.2.x。如果重新编译内核，一定要选择支持NFS。主机上的配置均以root用户进行。
   　　2.1.1确认是否安装了NFS服务
   　　NFS服务一般在RedHat9.0安装时就默认安装的。检查是否安装了nfs的方法是：
   　　(1)查看/etc/rc.d/init.d目录下是否有nfs和nfslock文件，如果有说明主机已经安装了nfs服务。(#ls /etc/rc.d/init.d/)
   　　(2)#rpm -qa| grep -i nfs，出现redhat-config-nfs-1.0.4-5,
   　　nfs-utils-1.0.1-2.9这表示安装了NFS。如果没有安装，安装过程如下：
   　　#mount /dev/cdrom /mnt/cdrom(挂载光盘)
   　　#cd /mnt/cdrom/RedHat/RPMS
   　　#rpm -ivh nfs-utils-1.0.1-2.9.i386.rpm rpm2.1.2检查RPC程序是否已经启动
   
   　　#rpcinfo –p，检查系统RPC运行状况，若出现
   　　100000 2 tcp 111 portmapper
   　　100000 2 udp 111 portmapper 表示已经启动RPC程序。
   　　2.1.3启动主机上的NFS服务，并关闭防火墙
   　　NFS服务一般不会在开机时自动启用。启动该服务：
   　　(1)#ntsysv，选中nfs，nfslock和portmap;或者#setup，选择System services里的nfs，nfslock和portmap。
   　　(2)启用portmap服务,# /etc/rc.d/init.d/portmap start。也可以#service nfs start 和#service portmap start启动服务。激活portmap后，就会出现一个端口号为111的rpc服务。至于nfs则会激活至少两个以上的系统守护进程，然后就开始监听 Client的请求，用#cat /var/log/messages可以看到以上操作是否成功。
   　　由于防火墙会关闭NFS服务(2049端口号)的对外服务，所以必须关闭防火墙。在RedHat9.0上运行setup，选择Firewall configuration，选中No firewall。然后到上一层菜单选择System services，去掉ipchains 和iptables 两项服务。
   　　2.1.4设置共享目录
   　　在文件/etc/exports中设定允许被访问的共享目录以及访问的权限。该文件的格式：/共享目录 主机名称或IP(权限参数)。修改此文件添加共享目录(该目录要存在)，/home/pub *() //允许所有主机访问此目录，权限为rw.
   　　/home/nfs 192.168.111.8(rw) //允许IP为192.168.111.8的主机访问此目录。权限为读写。
   　　权限参数设定为：
   　　rw:读写权限 ro:只读权限
   　　no_root_squash:如果是root使用共享目录，对于此目录，他就具有root的权限
   　　root_squash:如果是root使用共享目录，那么他的权限将被压缩为匿名者(nobody)
   　　all_squash:不论NFS的使用者身份如何，他都会被压缩成为匿名使用者(nobody)
   　　anonuid:前面的匿名使用者的UID设定值，通常为nobody;也可自行设定UID的值。(这个UID必需要存在于/etc/passwd中)
   　　anongid:同anonuid，但是变成groupID就是了
   　　sync:资料同步写入到内存与硬盘中
   　　async:资料会先暂存于内存当中，而不会直接写入硬盘
   　　2.1.5使/etc/exports文件生效，导出共享目录
   　　修改了/etc/exports文件后，不需要重新激活nfs，只需要重扫描/etc/exports的文件，将设定重新加载即可，所使用的命令格式为#exportfs [-aruv]。其参数说明：
   　　-a 全部挂载(或卸载) /etc/exports 文件中的设定
   　　-r重新挂载/etc/exports里的设定，此外也更新/etc/exports及/var/lib/nfs/xtab
   　　-u 卸载所挂目录
   　　-v将共享的目录的情况显示到屏幕上
   　　这里，输入#exportfs –rv，会将/etc/exports中所设置的共享目录输出。
   　　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文件后都需要运行一次该命令。
   　　2.1.6检查主机配置是否正确
   　　(1)检验所共享的目录内容，可以查看/var/lib/nfs/xtab这个文件：
   　　# cat /var/lib/nfs/xtab 显示共享出去的目录信息。也可以用#showmount–e 192.168.111.1显示主机上的共享目录.
   　　(2)观察NFS激活的端口号，# netstat –utln显示内容中有
   　　udp 0 0 0.0.0.0:2049 0.0.0.0:*
   　　这里2049是nfs服务所开启的端口，其它的端口是RPC Server其它程序随机产生的，每次restart nfs都会得到不一样的端口号。
   　　(3)mount自己提供的共享目录。#mount –t nfs 192.168.111.1:/home/pub /mnt/nfs，将主机/home/pub挂载到/mnt/nfs目录下。如果 mount成功，表示主机配置正确。#cd /mnt/nfs，#ls 看见的内容就是/home/pub下的内容。
   　　2.1.7卸载共享目录,停止NFS服务
   　　卸载共享目录#umount /mnt/nfs(#umount /home/nfs)
   　　停止(启动)portmap服务 # /etc/rc.d/init.d/portmap stop(restart)
   　　停止(启动)nfs服务 #/etc/rc.d/init.d/nfs stop(restart)
   　　2.2目标机上的配置
   　　目标机为内核为ARM7TDMI的S3C44BO板，运行uClinux操作系统。在目标机端使用NFS挂载主机上的共享目录，需要配置内核和相应的用户程序(make menuconfig)。2.2.1配置内核
   
   　　Networking options --> (缺省) //开启网络功能
   　　Network device support --> (缺省)
   　　File systems ->Network File Systems--〉 //支持NFS文件系统
   　　<*> NFS file system support
   　　# Provide NFSv3 client support
   　　2.2.2用户程序配置
   　　Network Applications -->
   　　# portmap
   　　BusyBox -->
   　　# mount(mount nfs support)(mount/unmount 命令有两个地方可以选择，Filesystem Applications 或BusyBox。这里推荐选择BusyBox。
   　　配置完毕后，将编译生成的映像文件image.rom下载到目标机上flash中。
   　　3 基于NFS的应用程序开发
   　　3.1在主机上编译程序，并生成在目标机上运行的程序
   　　在主机/home/pub下编辑hi.c,其内容:
   　　#include
   　　main(){printf(“hi! Good!n”);}
   　　交叉编译hi.c，#arm-elf-gcc –Wall –Wl，-elf2flt –o hi hi.c生成flt格式的可执行文件hi。修改hi的权限#chmod 711 hi。该文件可以直接下载到目标机上运行，这里利用NFS看其执行情况。
   　　3.2目标机利用NFS挂载主机并进行调试
   　　用串口线将主机的COM1和目标机的COM0连接起来，同时接上网线。在主机上打开minicom(设置参数：57600 8N1,无流控)用于同目标机通讯。目标机上电或者复位，开始启动uClinux，显示信息成功后进入sh。
   　　在目标机上建立/var/nfs用于挂载主机上的目录(这里采用的是romfs只读文件系统，/var使用的是RAM disk驱动的ext2文件系统。所以仅/var可以用于读写，其它目录只可以读)# mkdir /var/nfs
   　　启动目标机上portmap服务 # portmap &
   　　挂载主机上的共享目录#mount -t nfs 192.168.111.1:/home/pub /var/nfs
   　　#ls /var/nfs可以看到主机上/home/pub的文件。此时，可以运行该目录下的可执行程序hi，#./hi(注意要加“./”)出现hi! Good!。程序正常运行，将其编译到内核里。将hi拷贝到uClinux源码包的/romfs/bin下编译，生成的image.rom可以下载到 flash。在板子上的/bin下就有hi程序了，并且可以直接执行hi。
   　　卸载使用umount # umount /var/nfs。如果让目标机启动时自动运行portmap服务，可以修改rc文件(uClinux源码中)，在最后加入/bin/portmap&，mkdir /var/nfs。
   　　4 小结
   　　使用NFS开发模式，关键在于对主机和目标机的配置。如果配置不当，就会mount失败。以下是值得注意的地方：
   　　mount成功，可是运行程序. /hi时报告错误：Permission denied.即主机拒绝操作。需要修改主机上程序的权限chmod 777 /home/pub/hi。然后在目标机端运行./hi即可。
   　　主机上设置时候一定要关闭防火墙，不然目标机mount的时候没有响应。
   　　目标机上一定要先开启portmap服务。
   　　主机和板子的IP在同一个网段。
   　　如果要运行大的应用程序，在Mount的时候最好加上：
   　　-o rsize=1024,wsize=1024,timeo=15的参数，否则多半会得到server not responsing的提示信息。