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超经典!工程师嵌入式Linux自学笔记及体会

? 2014年10月24日 10:08 ? 次阅读

  针对初学嵌入式的广大朋友们,以下是我在初学接触嵌入式的过程中整理处的一些资料信息,希望能为大家有所帮助。

  一个典型的桌面 Linux 系统包括 3 个主要的软件层---linux 内核、C 库和应用程序代码。

  内核是唯一可以完全控制硬件的层,内核驱动程序代表应用程序与硬件之间进行会话。内核之上是 C 库,负责把 POSIX API 转换为内核可以识别的形式,然后调用内核,从应用程序向内核传递参数。应用程序依靠驱动内核来完成特定的任务。

  在设计嵌入式应用的时候,可以不按照这种层次,应用程序越过 C 库直接和内核会话,或者把应用和内核捆绑在一起,甚至可以把应用写为内核的一个线程,在内核中运行,虽然这样在移植上带来了困难,但考虑嵌入式系统对尺寸要求小的特点,是完全可行的。不过我们使用三层软件结构的模式来学习嵌入式 linux将会是我们认识更清晰,简单可行并使应用具有弹性。

  快速入门

  最简单的建立嵌入式 Linux 应用的方法就是从我们使用的桌面 Linux 入手,安装一个喜爱的版本,把我们的某个应用作为初始化的一部分,框架就算完成了。

  当然,嵌入式 linux 应用远比我们的桌面版本功能简单专一,它也许就是一个用于足彩的终端机,或是一个数码音频播放器,这些系统除了使用嵌入式 CPU外,仅仅再需要一个串口,网口等少量的输入输出接口就可以完成它们特定的应用了。

  在软件上,它可以按照三层的概念由内核装载器,定制的内核和较少的为特定任务设计的静态连接的应用程序组成。之所以使用静态连接的应用程序,是因为少量的静态连接程序所要的存储空间,比同样数量的动态连接的程序所占的空间小,这个平衡点需要我们在实际开发中去获取。也许你正在设计的是个 PDA,它的应用程序较多,那么你很可能就要使用动态连接程序来减少存储空间。在你的/bin 或者/sbin 目录下,用厂列表看看 bash,ifconfig,vi...,也许只用几十K,当你运行 ldd /bin/bash 时,你会看到它们都和好几个库文件相连。好了,这样看来,我们得把 PC 想像成一个嵌入式硬件平台,再重新制作一个特定功能的嵌入式 linux。

  基础知识

  再进行实际操作之前,先来搞清楚几个基础知识。

  内核装载器 Loader,它的作用是把内核从外部存储器,移动到内存中。它只作这个事情,一旦完成了调入内核的工作,Loader 就跳转到内核位置开始执行。不同架构有不同的 Loader,在 x86 结构的 PC 上,通常使用的 loader 有LILO,GRUB,syslinux,syslinux 在嵌入式 linux 中也同样工作。其他非 x86 架构的应用中,你必须使用专门的 loader,或者自己编写 loader 来装入内核。也有不使用 loader 的情况,系统加电以后,内核直接从烧录有映象的 Flash 上开始执行。

  内核,一旦内核开始执行,它将通过驱动程序初始化所有硬件,这可以从我们的 pc 机监视器的输出看出来,每个驱动程序都打印一些有关它的信息。初始化完成后,计算机就准备运行嵌入式应用。也许一个,也许是多个应用程序组成了嵌入式应用,但通常首先调用的是 init(通过 loader 向核心传入init=/program 可以定制首先运行的程序)。桌面 linux 中,init 会读取/etc/inittab 文件,来决定执行级别和哪些脚本和命令。嵌入式应用中,可以根据实际的情况决定是否使用标准的 init 执行方式,也许这个 init 是个静态程序,它能够完成我们的嵌入应用的特定任务,那完全不用考虑 inittab 了。

  initrd 文件系统,initrd 以一种把内核从存储介质装入到内存的相同的机制来装入一个小型文件系统。这个文件系统最好是以压缩的方式存储在介质上的,解压缩到 RAM 盘上。通过使用 initrd,包含有核心驱动和启动脚本的小文件系统,就可以直接从介质上和内核一起启动起来,内核届压缩这个文件系统,并执行这个文件系统上叫做/linuxrc 的脚本文件,这个脚本通常会把启动过程中所需要的驱动程序装入。脚本退出以后,initrd 文件系统也卸下了,启动过程进入真正初始化过程。对于嵌入式来讲,可以将需要的应用软件都运行在这个initrd 文件系统上,只要/linxrc 文件不结束,内核启动过程的其他部分就不会继续。

  做个试验:

  cp /boot/initrd-2.4.20.img /tmp

  cd /tmp

  mv initrd-2.4.2-.img initrd.img.gz

  gunzip initrd.img.gz

  mount -o loop initrd.img /mnt

  cd /mnt

  ls

  cat linuxrc 可以看到里面执行了加载了两个模块的操作,你在启动 linxu 的时候会看见屏幕打印信息。

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Linux 与 Unix的区别

在计算机时代,相当一部分的人错误地认为 Unix 和 Linux 操作系统是一样的。然而,事实恰好相...

发表于 2018-03-05 15:36 ? 545次阅读
Linux 与 Unix的区别

Linux运维常见故障排查和处理的33个技巧汇总

Linux运维常见故障排查和处理的33个技巧汇总。作为linux运维,多多少少会碰见这样那样的问题或...

发表于 2018-03-05 13:39 ? 620次阅读
Linux运维常见故障排查和处理的33个技巧汇总

国际嵌入式系统论坛议程公布,工业物联网与物联网安...

随着网络经济的发展和智能社会的快速推进,有工业物联网形成的安全问题日益突显、迅速放大,甚至将成为改变...

发表于 2018-03-02 11:09 ? 536次阅读
国际嵌入式系统论坛议程公布,工业物联网与物联网安...

针对Linux BSP开发的Petalinux,...

本实验工程将介绍如何利在赛灵思异构多处理器产品系列 Zynq UtralScale+ MPSoC ...

发表于 2018-02-27 11:01 ? 4891次阅读
针对Linux BSP开发的Petalinux,...

物联网编程语言哪家强?Linux是IoT网关中采...

不知道选择什么编程语言、操作系统做物联网开发?看这就对了。Linux 是 IoT 网关中采用比例最高...

发表于 2018-02-26 11:44 ? 5028次阅读
物联网编程语言哪家强?Linux是IoT网关中采...

如何定制嵌入式Linux发行版

便宜的物联网板的普及意味着它不仅会控制应用程序,还会控制整个软件平台。 那么,如何构建一个针对特定用...

发表于 2018-02-24 10:37 ? 385次阅读
如何定制嵌入式Linux发行版

debian桌面环境选择

泛指桌面的背景图片,桌面的应用程序软件,桌面的快捷方式,桌面的DIY小部件等组成的一个直观的视觉环境...

发表于 2018-02-23 09:49 ? 858次阅读
debian桌面环境选择

根据一些简单的实例来讨论 Linux rmdir...

在 Linux 命令行上删除文件和目录,我们已经讨论过 rm 命令 的使用。然而,这里有另一个相关的...

发表于 2018-02-23 09:42 ? 611次阅读
根据一些简单的实例来讨论 Linux rmdir...

debian安装教程

如果你使用Debian软件包管理器来管理Linux软件,应该详细了解Debian软件仓库的原理,这有...

发表于 2018-02-23 09:14 ? 711次阅读
debian安装教程

在 Linux 中如何编写基本的 udev 规则...

在 GNU/Linux 系统中,虽然设备的底层支持是在内核层面处理的,但是,它们相关的事件管理是在用...

发表于 2018-02-23 09:12 ? 592次阅读
在 Linux 中如何编写基本的 udev 规则...

debian与centos详细对比区别

在家里玩的时候,或者搭建vps的时候,用的Linux distribution都是centos,而后...

发表于 2018-02-23 08:55 ? 1075次阅读
debian与centos详细对比区别

深度解析Linux系统的4个主要部分

内核、shell、文件系统和应用程序。内核、shell和文件系统一起形成了基本的操作系统结构,它们使...

发表于 2018-02-23 08:46 ? 710次阅读
深度解析Linux系统的4个主要部分

浅谈Linux touch命令实例

touch命令可以用来修改文件的访问/修改时间戳,使用touch命令创建一个空白文件,需要的语法是“...

发表于 2018-02-13 14:08 ? 1487次阅读
浅谈Linux touch命令实例
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