Installation und Betrieb der MRT-Live DVD. PLT-Bericht A. L. Urbas

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1 Dresden, Installation und Betrieb der MRT-Live DVD PLT-Bericht A L. Urbas Kurzfassung Um Ihnen den Einstieg in die Mikrorechentechnik so leicht als möglich zu machen, haben wir Ihnen nicht nur alle Programme die Sie für den Einstieg benötigen auf einer DVD zusammengestellt, sondern alles zu einer sogenannte Live-DVD gebündelt. Im einfachsten Fall müssen Sie lediglich die DVD einlegen, den Computer starten, einen USB-Speicher anschließen und können sofort mit dem Programmieren loslegen. Das ISO-Image dieser DVD erhalten Sie unter dem URL In diesem PLT-Bericht werden Installation und Betrieb als Live-System oder als virtueller PC beschrieben. Am Beispiel des im Unterricht behandelten Programms Hello World werden die Handhabung der vorbereiteten Workspaces und die ersten Schritte mit der integrierten Entwicklungsumgebung Eclipse erläutert. Betrieb von der Live-DVD, von virtuellem PC oder als eigenständiges System Sobald Sie das ISO-Image aus dem Netz geladen haben, stehen Ihnen drei Alternativen offen: 1. Live-DVD mit USB-Speicher: Sie brennen eine DVD, booten Ihren Rechner anschließend von dieser DVD und legen los. Sie müssen sich lediglich darum kümmern, dass Sie ihre Arbeit auf einem USB-Speicher ablegen können, denn alle Änderungen im System sind beim nächsten Start verloren. 2. Virtueller PC: Sie installieren eine Virtualisierungslösung wie VirtualBox oder VMWare auf Ihrem Rechner, booten den virtuellen Rechner von dem geladenen ISO-Image und installieren mit einem Click die Live-DVD auf dem virtuellen Rechner. 3. Dual Boot PC: Sie haben oder schaffen auf Ihrer Festplatte Platz für eine weitere Partition mit mindestens 4 GB, installieren die Live-DVD in diese Partition und entscheiden jedes mal beim Hochfahren Ihres Rechners, ob Sie mit der MRT- Umgebung oder dem vorher installierten Betriebssystem arbeiten wollen. Alle drei Lösungen haben Vor- und Nachteile. Lösung 1 (Live-DVD mit USB-Speicher) benötigt den geringsten Vorbereitungs- und Veränderungsaufwand an Ihrem System. Sie müssen lediglich das ISO-Image auf eine DVD brennen können, benötigen ein DVD-Laufwerk von dem Sie booten können und einen USB-Speicher zur Ablage Ihrer veränderlichen Daten. Allerdings kann das Booten von DVD und das Schreiben auf den USB-Speicher mitunter recht langsam sein. Für die Lösung Virtueller PC müssen Sie vorab eine Virtualisierungssoftware installieren. Auf einem ausreichend leistungsfähigen und aktuellem PC/Laptop sollte das kaum Probleme bereiten, allerdings müssen Sie ca. 40 Minuten investieren, bis die Software und der virtuelle PC so eingerichtet sind, dass Sie flüssig arbeiten können. Mit dem dritten Lösungsansatz erlangen Sie möglicherweise das schnellste System, allerdings ist hier der Vorbereitungsaufwand umfangreicher und für diejenigen unter Ihnen, die ihren Laptop bislang lediglich als Schreib-, Zeichen- und Surfmaschine kennen, wenig empfehlenswert. Zudem müssen Sie für den Wechsel zwischen den Betriebssystemen jedes Mal neu booten. Im

2 Folgenden sind deshalb nur die ersten beiden Lösungsansätze beschrieben. Im Anhang finden Sie zudem Hinweise darauf, wie Sie sich die in der MRT verwendete Umgebung auf einem bereits bestehenden Linuxsystem selbst einrichten können. Live-DVD mit USB-Speicher Hierzu gibt es eigentlich nicht viel zu sagen: Von dem ISO-Image eine DVD brennen, in bootbares Laufwerk einlegen, Computer neu booten und dann sobald der blaue Splashscreen mit dem TU-Dresden-Logo erscheint - die Eingabetaste drücken oder das Wort live eingeben. Einbinden eines USB-Speichers Da Ihre CD/DVD nur gelesen aber nicht beschrieben werden kann, finden alle Änderungen die Sie in dem Dateisystem der Live-DVD machen nur im Speicher statt. Die von Ihnen erstellten Programme würden also nach dem Ausschalten des Computers einfach verschunden sein. Sie müssen deshalb für die Dinge, die das Ausschalten überleben sollen, ein wiederbeschreibbares Dateisystem, z.b. in Form eines USB-Speichers einbinden. Virtueller PC Die meisten Rechner sind heute so leistungsfähig, dass Sie auf Ihrem physikalischen Rechner einen virtuellen Rechner incl. Peripherie mit guter Leistung simulieren können. Dieses Konzept bietet einige entscheidende Vorteile: Sie können den Zustand des virtuellen Rechner einfach speichern und genau da weiter machen, wo sie vorher aufgehört haben, den virtuellen Rechner auf einen anderen umziehen, usw.. Wir haben gute Erfahrung mit der Virtualisierungslösung VirtualBox der Fa. SUN gemacht, die Sie für akademische Zwecke kostenfrei unter der URL für Windows XP/Vista, für Intel Macs mit OS X und Linux erhalten können. Einrichten des virtuellen PCs Richten Sie nach der Installation von VirtualBox einen virtuellen PC mit den in Tabelle 1 angegebenen Parametern an. Die Werte entsprechen überwiegend den Voreinstellungen von SUN. Tabelle 1 Parameter des virtuellen PCs für Mikrorechentechnik I+II Parameter Wert Anmerkung Allgemein Gastbetriebssystem Ubuntu System Hauptspeicher 384 MB Voreinstellung SUN Bootreihenfolge Platte, CD Anzeiger Grafikspeicher 12 MB Voreinstellung SUN Festplatten Primärer Master CD/DVD-ROM Abbild Audio Host-Treiber Netzwerk Adapater 1 4 GB mrtlivedvd_ iso Windows-Direct Sound PCnet-FAST III (NAT) Die Live-DVD kann ggf. auch ohne Platte betrieben werden

3 Installieren des Systems auf dem virtuellen PC Booten Sie den virtuellen PC von dem CD/DVD ISO-Image. Der erste Start unterscheidet sich nicht von dem im vorherigen Abschnitt beschriebenen Betrieb direkt von der Life-DVD. Nachdem das System erfolgreich als Live-System hochgefahren wurde, können Sie jetzt durch Doppelklick auf das Icon Installieren (das befindet sich links oben auf dem Desktop) das Komplettsystem auf ihrem virtuellen PC installieren. Nach Eingabe eines Kennworts (student) werden Sie durch einen weitgehend selbsterklärenden Dialog geführt. Das Installationsprogramm fragt zunächst diverse Einstellungsparameter wie Sprache, Zeitzone, Tastaturlayout usw. ab. Erschrecken Sie nicht bei der Frage, ob die gesamte Festplatte neu partitioniert werden soll das bezieht sich auf die virtuelle Festplatte und hat keine Auswirkung auf die Festplatte des Wirtssystems. Zum Abschluss der Installation wird der virtuelle PC neu gestartet nun können Sie mit Ihrer Arbeit loslegen. Im Gegensatz zum Betrieb als Live-DVD-System haben Sie nun die Möglichkeit über die Virtualisierungsconsole den aktuellen Zustand ihres virtuellen PCs bei Bedarf einfach einzufrieren und später weiter zu arbeiten. Zudem klinkt sich das Gastsystem in das Netzwerk des Wirtssystems ein sie können also ohne weitere Konfiguration über die Netzwerkverbindung ihres Wirtssystems im Internet nachschlagen, die vorbereiteten Workspaces herunterladen, etc. Dies ermöglicht beispielsweise auch weitere Software zu installieren oder das System an Ihre Präferenzen anzupassen. Integrierte Entwicklungsumgebung Eclipse Die integrierte Entwicklungsumgebung Eclipse hat sich in den letzten Jahren deutlich von ihren Wurzeln in der Java-Programmierung emanzipiert und sich als Eclipse/CDT zu der systemübergreifenden, integrierten Entwicklungsplattform für eingebettete Systeme entwickelt. Wir mussten die Entwicklungsumgebung lediglich um eine Werkzeugkette für den NASM- Assembler erweitern und ein wenig Konfigurationsarbeit investieren, um daraus ein für den Unterricht sehr gut geeignetes Werkzeug zu generieren. Arbeitsbereich Sie starten Eclipse mit einem Doppelklick auf den lilafarbenen Planeten auf ihrem Desktop. Daraufhin werden Sie gefragt, welchen Arbeitsbereich Sie benutzen wollen. Auf den Web- Seiten zur Vorlesung finden Sie einige Arbeitsbereiche, in denen wir Ihnen die Beispiele aus der Vorlesung bereits vorbereitet haben. Laden Sie die Datei workspace-mrt1-001-asm.zip von der entprechenden Seite an der und entpacken das Archiv in ein Verzeichnis, das die Daten auch über das Ausschalten hinaus behält, d.h. den USB-Speicher (/media/...), den gemeinsamen Ordner mit dem Gastgebersystem (siehe Anhang Einbinden eines gemeinsamen Ordners) oder falls Sie sich für eine Installation auf einer virtuellen oder reellen Festplatte entschieden haben auch auf ihrem Desktop. Wählen Sie in dort das Verzeichnis mit dem Namen MRT1-001-ASM als Arbeitsbereich. Eclipse sollte dann automatisch die Projektstruktur erkennen können und im Fenster des Project Explorers alle Projekte die in dem Arbeitsbereich enthalten sind anzeigen. Übersetzen und Starten eines Projekts Stoßen Sie zunächst das Übersetzen über die Eclipse Hauptmenüsequenz Project / Build Project an. Falls Übersetzen und Binden fehlerfrei gelungen war (die Fehlermeldungen werden in dem üblicherweise im unteren Viertel des Bildschirms angeordneten Fenster Console angezeigt) können Sie das Programm ablaufen lassen. Öffnen Sie dazu mit einem rechten Mausklick in dem Codefenster des Projekts das Kontextmenu und starten das Programm mit Run As / Local C/C++ Application bzw. Debug As / Local C/C++ Application.

4 Danksagung Christopher Schütz und Johannes Pfeffer haben den Anstoß zu dem Projekt MRT Live-DVD gegeben und wesentliche Anteile an der Verwirklichung übernommen. Marcus Wermuth hat wertvolle Hinweise zur Installationsanweisung gegeben. Literatur [1] Pfeffer, J. (2007). Live-CD. Unveröffentlichte Studienarbeit. Professur für Prozessleittechnik, TU Dresden.

5 Anhang 1 Einbinden eines gemeinsamen Ordners In der VirtualBox können Sie Gemeinsame Ordner definieren. Über diese können Sie mit dem Wirtssystem Daten austauschen. Damit das funktioniert, müssen Sie diesen Ordner auf de Gastsystem einbinden. Da das Einbinden eines neuen Dateisystems in die Ordnerstruktur nur der Administrator durchführen darf müssen Sie als sogenannter superuser den Unix- Befehl mount ausführen. Die Rechte des Administrators für den folgenden Befehl bekommen Sie durch den Unix-Befehl sudo (superuser do ). Öffnen Sie dazu über das ubuntu-systemmenu mit der Menufolge Applications 1 / Zubehör / Terminal ein Terminal. Dort setzen Sie folgenden Befehl ab (das Kennwort für sudo ist student ): sudo mount -t vboxsf GemeinsamerOrdnerName /mnt Ersetzen Sie dabei GemeinsamerOrdnerName durch den Namen, den Sie in den vorherigen Schritten für Ihren Gemeinsamen Ordner gewählt haben. Ebenso können Sie /mnt durch ein beliebiges anderes Verzeichnis ersetzen (das allerdings bereits existieren muss). Wollten Sie beispielsweise den gemeinsamen Ordner, den Sie in der VirtualBox-Konsole mit dem Namen mrtworkspaces bekannt gemacht haben, von Ihrem Linux-Desktop aus einsehen können, müssten Sie zunächst dort mit Rechter Maustaste/Create Folder einen neuen Ordner anlegen, z.b. mit dem Namen MRT. Der Befehl zum Einbinden lautet dann: sudo mount -t vboxsf mrtworkspaces /home/student/desktop/mrt 1 Das ubuntu-systemmenu befindet sich üblicherweise am oberen Rand des Bildschirms, kann aber wie sein Windows-Pendant verschoben werden.

6 Anhang 2 Anpassen eines bestehenden Linuxsystems Eclipse/CDT und die von uns verwendeten Werkzeugketten können mit relativ geringem Aufwand auf einem bestehenden Linux-Systems installiert werden. Die Syntax zur Installation von Paketen folgt dem unter ubuntu üblichen Konventionen. Schritt 0) Eclipse ist unabhängig von den Compilern. Überprüfen Sie deshalb, ob Sie den gnu c- compiler, debugger und wesentliche Werkzeuge bereits installiert haben. Wenn nicht: sudo apt-get install gcc g++ gdb build-essential Schritt 1) Installation des java runtimeenvironments von sun. sudo apt-get install sun-java6-jre Schritt 2) Installation von Eclipse/Ganymede mit CDT 5 Verwenden Sie nicht das veraltete Eclipse aus der ubuntu-distribution, installieren Sie direkt von Auf der Live-DVD ist Eclipse in /usr/local/eclipse. ( Eclipse und CDT sind heute zwar schon eine Runde weiter, die neuen Versionen konnten wir aber noch nicht testen). Schritt 3) Installation von nasm (version > 2 wegen debugging info) gibt es derzeit leider nur als debian-paket, mit alien in ubuntu-paket wandeln oder Paket von den Webseiten der Professur nehmen Schritt 4) Einrichten einer Eclipse Werkzeugkette mit NASM de.tud.plt.mrt.cdt.toolchain_1.0.0.jar nach /usr/local/eclipse/dropins kopieren Entweder von Life-DVD kopieren oder auf den Webseiten der Professur Schritt 5) Anlegen einer Initialisierungsdatei für den gdb echo "set disa intel" >/home/student/.gdbinit Schritt 6) Optional: Installation SDL-header Für das C-Praktikum in MRT-1 brauchen sie die SDL-Header sudo apt-get install libsdl-dev Schritt 7) Optional: Installation NI Schnittstellentreiber Für die Praktika des Instituts für Automatisierungstechnik brauchen Sie noch die Treibersoftware für die National Instruments Schnittstellenbox USB Diese finden Sie auf der Live-DVD unter dem Pfad /usr/local/natinst, /usr/local/bin und /usr/local/sbin. Zur Anpassung an Ihren aktuellen Kernel müssen Sie die Treiber neu übersetzen. sudo /usr/local/bin/updatenidrivers