基于路由器的开源嵌入式操作系统学习平台

然后把引出的串口固定在前面板上，复原外壳即可，这样就得到有两个外接串口的路由器。使用时把UART0通过串口线和PC机的串口相连，通过任意串口通信软件就可以进行数据通信了。
2．2 OpenWrt的移植
由于WRT54GL路由器支持第三方固件，所以OpenWrt移植并不困难，加之OpenWrt支持软件包的定制安装，不需完全从零开始构建，所以可以直接利用现有比较稳定可靠的镜像资源加以改造。当然，如果要构建相应的交叉开发环境，从头做起的话，也可以参考相应文献。由于步骤和Xinu类似，这里不作展开。
2．2．1 部署OpenWrt
首先在www．openwrt．org网站下载WRT54Gsquashfs．bin固件，然后通过路由器管理菜单更新固件，相关步骤如下：http：／／192． 168．1．1→Adminisllration→Firmware Upgrade。需要注意的是，需要给PC分配192．168．1．2和192．168．1．254之间的一个静态IP地址，以便使PC和路由器在同一个网段。当路由器重新启动后，telnet到其IP地址为192．168．1．1，并发出以下命令：
root@OpenWrt：／#nvram set boot_wait=on
root@OpenWrt：／#nvram set boot_time=10
root@OpenWrt：／#nvram commitreboot
如果觉得使用命令行配置路由器比较麻烦，还可以添加相应的Web GUI包，命令如下：
root@OpenWrt：／#opkg update
root@OpenWrt：／#opkg install luci-light
root@OpenWrt：／#opkg install luci
然后用浏览器打开http：／／192．1 68．1．1，就能够更容易地配置路由器了。
2．2．2 更新现有OpenWrt
OpenWrt的软件包定制安装和标准Linux没什么区别，这里只介绍如何更新已经运行了OpenWrt操作系统的路由器固件的方法。
步骤和部署OpenWrt极为相似，所不同的是不需要运行NVRAM命令，另外固件文件名不同。第一次部署路由器固件时，需要用．bin文件，更新升级已有固件时则需要用．trx文件。原因是，．bin是将路由器的相关配置信息和．trx封装在一起而生成的镜像，在第一次部署固件镜
像文件时，需要提供这样的信息，而在后续升级时则不再需要，用．trx文件即可，命令如下：
root@OpenWrt：／#cd／tmp
root@OpenWrt：／tmp#mtd-r write openwrt-XXX．trx linux
重启后路由器就重新引导到新版本的固件。
2．3 嵌入式Xinu的编译与移植
Xinu的移植和完整的OpenWrt移植一样，涉及从交叉编译工具环境构成到镜像生成及部署的一系列工作，下面作简要介绍。
2．3．1 构建MIPS交叉编译环境
移植Linux需要专门的交叉编译环境，选择Linux环境构建基于MIPS架构平台的交叉编译工具链，如果采用Windows的环境也可基于Cygwin来构建类似的交叉编译工具链，下面的操作需要拥有ROOT权限。
首先下载binutils，现在可以得到的较新版本是2．2．2，命令如下：
．／configure -prefix=／usr／local／project／mipsel-dev-target=mipsel
make
make install
由于这里采用的Linux开发环境是ubuntul2．04操作系统，它的安全管理会把警告也强制转化为错误处理，这就可能造成编译错误。因此，还需要为configure添加“-disable-werror”选项，或者待配置完后修改Makfile中的对应选项。
第二步是为include目录建立链接。
Xinu有自己的小型库用于编译，并不需要完整的UNIX交叉编译器环境，但是因为GCC在编译时需要关联相应的头文件，所以这里还需要建立一个链接，将目标平台相关的include和宿主PC机的include目录链接起来。
mkdir-P／usr／local／project／mipsel-dev／mipsel／usr
In-S／usr／include／usr／local／project／mipsel-dev／mipsel／usr／in-clude
第三步是安装GNU C Compiler编译器，设计中采用的GCC是最新版本的4．7．2，下载解压后进行编译安装。由于ubuntul2．04的环境，安装4．6版本以上的GCC需要GMP、MPFR、MPC这三个库，所以还需要从网上下载三个库的压缩包。需要注意的是，由于MPFR依赖GMP，而MPC依赖GMP和MPFR，所以要先安装GMP，其次MPFR，最后才是MPC。这里三个库在本设计实际使用的版本分别是gmp5．0．1、mpfr2．4．2和mpc 0．8．1。限于篇幅仅对安装gcc-4．7．2作简要叙述。

当以上步骤都完成，就在宿主机上构建了基于littleendian的MIPS架构的gcc cross—compiler。可以看到／usr／local／project／ mipsel —dev／bin／mipsel—gcc，表明安装成功。
2．3．2 构建Xinu镜像
下载并解压相应的压缩包，可以看到类似这样的目录结构：device、lib、loader、system、compile、include、mailbox、shell、test。
和交叉编译相关的主要是compile下的相关文件，由于采用的嵌入式Xinu是最新版本的xinu_mips-2．01，它支持三种不同平台wrt54gl、wrt160nl和虚拟器版本的mipsel—qemu。因此根据我们的硬件平台，进入xinu mips2．01／compile／platforms／wrt54gl目录，对其中的文件platformVars作对应修改，去除CFLAGS的-Werror选项，目的依然是防止把警告当成错误。另外最重要的一个设置是MIPS_ROOT变量，它指出了交叉编译工具所在的目录，如MIPS_ROOT=／usr／local／project／mipsel-dev／bin，这需要根据前面的交叉编译工具的路径相应调整。然后在compile／目录下运行make clean和make这两个命令，就可以获得相应的镜像文件xinu．boot。
2．3．3 部署Xinu镜像
部署并运行编译好的Xinu镜像的第一步是在PC机上运行TFTP服务器，它可以将镜像文件通过网络连接传输到路由器上。Linux上安装TFTP服务器相当简单，只要下载tftp—server软件包后安装即可，这里不再详述。
安装完TFTP服务后，还需简单的设置以使服务运行起来，xinetd是一个服务器守护程序，可以运行许多不同类型的服务器上。当tftp服务正常运行，且xinu．boot文件也正确复制后，就可以进行最后的引导工作了。由于路由器默认的IP地址是192．168．1．1，所以还需要把PC机的IP也设在相同的网段，如192．168．1．2。
这时已经在物理上通过串口将作为后端的路由器和作为宿主机的PC机连接起来了，通过相应的串口通信程序就可实现两者的数据交互。如果一切正常，将可以看到路由器的命令提示符CFE>。
命令格式为boot—elf[host ip]：xinu．boot，其中[hostip]就是链接了作为后端的路由器的PC机，如CFE>boot—elf 192．168． 1．2：xi nu．boot。
这样就可以在路由器上将Xinu引导起来，顺利的话将看到xsh$提示符。Xinu提供了一些最基本的命令，可以用help来查看。
至此已经完成了基本的嵌入式Xinu部署的整个流程，进一步的工作就是修改Xinu的源代码，重新生成镜像文件，用boot—elf[host ip]：xinu．boot命令重新引导运行新的系统。

结语
本文详细阐述了将WRT54GL路由器改造为适合于学习开源OpenWrt与Xinu操作系统的平台的过程。整个改造过程简单、易行，可以贯穿整个嵌入式操作系统的学习过程。