如何在WINDOWS下开发嵌入式LINUX程序AM335X工控模块

嵌入式Linux开发流程

在一个嵌入式系统中使用Linux开发，根据应用需求的不同有不同的配置开发方法，但是一般都要经过如下的过程：

1．建立开发环境

*** 作系统一般使用RedHat-Linux，版本从7到9都可以，选择定制安装或全部安装，通过网络下载相应的GCC交叉编译器进行安装（例如arm-Linux-gcc、arm-μclibc-gcc），或者安装产品厂家提供的交叉编译器。

2．配置开发主机

配置MINICOM，一般的参数为波特率为115 200bps，数据位为8位，停止位为1，无奇偶校验，软件硬件流控设为无。在Windows下的超级终端的配置也是这样的。MINICOM软件的作用是作为调试嵌入式开发板的信息输出的监视器和键盘输入的工具。配置网络，主要是配置NFS网络文件系统，需要关闭防火墙，简化嵌入式网络调试环境设置过程。

嵌入式是当前最热门最有发展前途的IT应用领域。随着物联网的兴起，嵌入式智能技术是物联网的基础技术。嵌入式系统用在一些特定专用设备上，通常这些设备的硬件资源（如处理器、存储器等）非常有限，并且对成本很敏感，有时对实时响应要求很高等。特别是随着消费家电的智能化，嵌入式更显重要。像我们平常常见到的手机、PDA、电子字典、可视电话、VCD/DVD/MP3 Player、数字相机（DC）、数字摄像机(DV)、U-Disk、机顶盒(Set Top Box)、高清电视(HDTV)、游戏机、智能玩具、交换机、路由器、数控设备或仪表、汽车电子、家电控制系统、医疗仪器、航天航空设备等等都是典型的嵌入式系统。

硬件平台由基本系统(包括CPU和存储器)加上外围接口电路模块构成。基本系统为 *** 作系统内核提供一个最小的调试和运行环境，外围接口模块包括目前应用较为广泛的多种硬件接口电路，如LCD液晶显示模块、触摸屏模块、CF卡模块、USB模块、以太网模块、IC卡模块等，可以方便地根据开发者的需求进行选择使用。

目前，嵌入式处理器主要有Am186/88、386EX、SC-400、Power PC、Motorola 68000、MIPS、ARM系列等。在32位嵌入式处理器市场主要有Motorola，ARM，MIPS，TI，Hitachi等公司， 有些生产通用微处理器的公司，象Intel、Sun和IBM等，也生产嵌入式的微处理器。

软件平台由嵌入式Linux *** 作系统、嵌入式图形用户界面(GUI)、GNU交叉编译调试工具组成。其中嵌入式Linux *** 作系统包括嵌入式Linux内核，ROM/RAM文件系统。选用Linux是因为Linux高度模块化，容易定制，具有很高的可移植性。

当你在IDC主机商购买一台系统为 Linux 服务器之后，我想大家第一时间就是对主机进行一个性能分析，这里我跟大家分享几个命令，能让大家在一分钟以内对自己的性能有一个大致的鸟解?

uptime

dmesg | tail

vmstat 1

mpstat -P ALL 1

pidstat 1

iostat -xz 1

free -m

sar -n DEV 1

sar -n TCP,ETCP 1

top

这10个命令到底是什么意思，我为大家一一解释一下：

1.uptime

# uptime

03:16:26 up 21:31, 1 user, load average: 10.02, 06.43, 09.02

在上面的例子中，平均负载显示是在不断增加的，1 分钟的值是 10，相比 15 分钟的值 09 来说是增加了。这个数字这么大就意味着有事情发生了.

2. dmesg | tail

# dmesg | tail

[  14.102501] ISO 9660 Extensions: RRIP_1991A

[  15.900216] ISO 9660 Extensions: Microsoft Joliet Level 3

[  15.900234] ISO 9660 Extensions: RRIP_1991A

[  17.030540] EXT4-fs (vda1): resizing filesystem from 5242619 to 13106939 blocks

[  17.151434] random: crng init done

[  17.151436] random: 7 urandom warning(s) missed due to ratelimiting

[  18.314268] EXT4-fs (vda1): resized filesystem to 13106939

[  20.394666] new mount options do not match the existing superblock, will be ignored

[  38.405804] ISO 9660 Extensions: Microsoft Joliet Level 3

[  38.407599] ISO 9660 Extensions: RRIP_1991A

这里展示的是最近 10 条系统消息日志，如果系统消息没有就不会展示。主要是看由于性能问题导致的错误。

3. vmstat 1

# vmstat 1

procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ------cpu-----

r  b  swpd  free  buff  cache  si  so    bi    bo  in  cs us sy id wa st

1  0      0 324644 141184 1270628    0    0    10    40  207  431  1  1 99  0  0

0  0      0 324388 141184 1270628    0    0    0    0  130  280  1  1 98  0  0

0  0      0 324388 141184 1270628    0    0    0    0  89  169  0  0 100  0  0

0  0      0 324420 141184 1270628    0    0    0    0  118  225  1  0 99  0  0

0  0      0 324420 141184 1270628    0    0    0    32  125  254  0  0 99  1  0

1  1      0 324420 141184 1270628    0    0    0    68  96  171  0  0 96  4  0

0  0      0 324452 141184 1270628    0    0    0  184  127  166  0  1 96  3  0

^C

r: CPU 上的等待运行的可运行进程数。这个指标提供了判断 CPU 饱和度的数据，因为它不包含 I/O 等待的进程。可解释为：“r” 的值比 CPU 数大的时候就是饱和的。

free：空闲内存，单位是 k。如果这个数比较大，就说明你还有充足的空闲内存。“free -m” 和下面第 7 个命令，可以更详细的分析空闲内存的状态。

si，so：交换进来和交换出去的数据量，如果这两个值为非 0 值，那么就说明没有内存了。

us，sy，id，wa，st：这些是 CPU 时间的分解，是所有 CPU 的平均值。它们是用户时间，系统时间（内核），空闲，等待 I/O 时间，和被偷的时间（这里主要指其它的客户，或者使用 Xen，这些客户有自己独立的 *** 作域）。

4. mpstat -P ALL 1

# mpstat -P ALL 1

Linux 4.15.0-88-generic (VM-0-17-ubuntu) 06/15/2020 _x86_64_ (1 CPU)

03:33:26 AM  CPU    %usr  %nice    %sys %iowait    %irq  %soft  %steal  %guest  %gnice  %idle

03:33:27 AM  all    0.00    0.00    0.00    1.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00  99.00

03:33:27 AM    0    0.00    0.00    0.00    1.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00  99.00

这个命令打印各个 CPU 的时间统计，可以看出整体 CPU 的使用是不是均衡的。由于我使用的是1H2G主机看不出区别！

5. pidstat 1

# pidstat 1

Linux 4.15.0-88-generic (VM-0-17-ubuntu) 06/15/2020 _x86_64_ (1 CPU)

03:34:47 AM  UID      PID    %usr %system  %guest  %wait    %CPU  CPU  Command

03:34:48 AM    0      1120    1.00    0.00    0.00    0.00    1.00    0  sshd

pidstat 命令为每个 CPU 统计信息功能。由于我使用的是1H2G主机看不出区别！

6. iostat -xz 1

# iostat -xz 1

Linux 4.15.0-88-generic (VM-0-17-ubuntu) 06/15/2020 _x86_64_ (1 CPU)

avg-cpu:  %user  %nice %system %iowait  %steal  %idle

          0.67    0.01    0.52    0.29    0.00  98.52

Device            r/s    w/s    rkB/s    wkB/s  rrqm/s  wrqm/s  %rrqm  %wrqm r_await w_await aqu-sz rareq-sz wareq-sz  svctm  %util

loop0            0.00    0.00      0.00      0.00    0.00    0.00  0.00  0.00    0.22    0.00  0.00    9.64    0.00  0.00  0.00

scd0            0.02    0.00      0.48      0.00    0.00    0.00  0.00  0.00    0.21    0.00  0.00    27.72    0.00  0.19  0.00

vda              0.64    4.07      9.15    40.59    0.00    1.99  0.00  32.85    3.58    2.31  0.01    14.31    9.96  0.24  0.11

avg-cpu:  %user  %nice %system %iowait  %steal  %idle

          0.00    0.00    0.00    0.00    0.00  100.00

Device            r/s    w/s    rkB/s    wkB/s  rrqm/s  wrqm/s  %rrqm  %wrqm r_await w_await aqu-sz rareq-sz wareq-sz  svctm  %util

r/s, w/s, rkB/s, wkB/s：这些表示设备上每秒钟的读写次数和读写的字节数（单位是k字节）。这些可以看出设备的负载情况。性能问题可能就是简单的因为大量的文件加载请求。

await：I/O 等待的平均时间（单位是毫秒）。这是应用程序所等待的时间，包含了等待队列中的时间和被调度服务的时间。过大的平均等待时间就预示着设备超负荷了或者说设备有问题了。

avgqu-sz：设备上请求的平均数。数值大于 1 可能表示设备饱和了（虽然设备通常都是可以支持并行请求的，特别是在背后挂了多个磁盘的虚拟设备）。

%util：设备利用率。是使用率的百分数，展示每秒钟设备工作的时间。这个数值大于 60% 则会导致性能很低（可以在 await 中看），当然这也取决于设备特点。这个数值接近 100% 则表示设备饱和了。

7. free -m/h

ubuntu@VM-0-17-ubuntu:~# free -m

              total        used        free      shared  buff/cache  available

Mem:          1833        137        313          5        1381        1506

Swap:            0          0          0

ubuntu@VM-0-17-ubuntu:~$ free -h

              total        used        free      shared  buff/cache  available

Mem:          1.8G        139M        311M        5.8M        1.3G        1.5G

Swap:            0B          0B          0B

这个命令我相信大家都熟悉，buffers：用于块设备 I/O 缓冲的缓存，cached：用于文件系统的页缓存。

8. sar -n DEV 1

ubuntu@VM-0-17-ubuntu:~# sar -n DEV 1

Linux 4.15.0-88-generic (VM-0-17-ubuntu) 06/15/2020 _x86_64_ (1 CPU)

03:43:35 AM    IFACE  rxpck/s  txpck/s    rxkB/s    txkB/s  rxcmp/s  txcmp/s  rxmcst/s  %ifutil

03:43:36 AM      eth0    11.00    10.00      0.79      1.06      0.00      0.00      0.00      0.00

03:43:36 AM        lo      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00

使用这个工具是可以检测网络接口的吞吐：rxkB/s 和 txkB/s，作为收发数据负载的度量，也是检测是否达到收发极限。在上面这个例子中，eth0 接收数据达到 0.79 kb 字节/秒，发送数据达到1.06 字节/秒。

9. sar -n TCP,ETCP 1

ubuntu@VM-0-17-ubuntu:~# sar -n TCP,ETCP 1

Linux 4.15.0-88-generic (VM-0-17-ubuntu) 06/15/2020 _x86_64_ (1 CPU)

03:49:56 AM  active/s passive/s    iseg/s    oseg/s

03:49:57 AM      0.00      0.00      5.05      3.03

03:49:56 AM  atmptf/s  estres/s retrans/s isegerr/s  orsts/s

03:49:57 AM      0.00      0.00      0.00      0.00      0.00

这是对 TCP 关键指标的统计，它包含了以下内容：

active/s：每秒本地发起的 TCP 连接数（例如通过 connect() 发起的连接）。

passive/s：每秒远程发起的连接数（例如通过 accept() 接受的连接）。

retrans/s：每秒TCP重传数。

10. top

ubuntu@VM-0-17-ubuntu:~# top

top - 03:53:20 up 1 day,  1:41,  1 user,  load average: 0.01, 0.04, 0.00

Tasks:  89 total,  1 running,  52 sleeping,  0 stopped,  0 zombie

%Cpu(s):  0.3 us,  0.3 sy,  0.0 ni, 99.3 id,  0.0 wa,  0.0 hi,  0.0 si,  0.0 st

KiB Mem :  1877076 total,  317436 free,  143420 used,  1416220 buff/cache

KiB Swap:        0 total,        0 free,        0 used.  1540856 avail Mem

  PID USER      PR  NI    VIRT    RES    SHR S %CPU %MEM    TIME+ COMMAND                                                                                     

3730 root      20  0  105688  6812  5840 S  0.3  0.4  0:00.01 sshd                                                                                         

7546 root      20  0  644608  14924  6776 S  0.3  0.8  2:48.99 YDService                                                                                   

    1 root      20  0  159892  9260  6796 S  0.0  0.5  0:06.45 systemd                                                                                     

    2 root      20  0      0      0      0 S  0.0  0.0  0:00.00 kthreadd                                                                                     

    4 root      0 -20      0      0      0 I  0.0  0.0  0:00.00 kworker/0:0H                                                                                 

    6 root      0 -20      0      0      0 I  0.0  0.0  0:00.00 mm_percpu_wq                                                                                 

    7 root      20  0      0      0      0 S  0.0  0.0  0:04.29 ksoftirqd/0                                                                                 

    8 root      20  0      0      0      0 I  0.0  0.0  0:08.85 rcu_sched                                                                                   

    9 root      20  0      0      0      0 I  0.0  0.0  0:00.00 rcu_bh                                                                                       

  10 root      rt  0      0      0      0 S  0.0  0.0  0:00.00 migration/0                                                                                 

  11 root      rt  0      0      0      0 S  0.0  0.0  0:00.16 watchdog/0                                                                                   

  12 root      20  0      0      0      0 S  0.0  0.0  0:00.00 cpuhp/0                                                                                     

  13 root      20  0      0      0      0 S  0.0  0.0  0:00.00 kdevtmpfs                                                                                   

top 命令包含了很多我们前面提到的指标。这个命令可以很容易看出指标的变化表示负载的变化，这个看起来和前面的命令有很大不同。

top 的一个缺陷也比较明显，很难看出变化趋势，其它像 vmstat 和 pidstat 这样的工具就会很清晰，它们是以滚动的方式输出统计信息。所以如果你在看到有问题的信息时没有及时的暂停下来（Ctrl-S 是暂停, Ctrl-Q 是继续），那么这些有用的信息就会被清屏。

文章原文： https://www.113p.cn/129.html  （来都来了，就去我博客看下！！）

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