构建嵌入式linux系统1、2、3全
嵌入式linux操作系统原理与应用
嵌入式Linux操作系统是一种针对嵌入式设备设计和优化的Linux操作系统。
它在嵌入式系统中发挥着关键作用，为嵌入式设备提供了丰富的功能和灵活性。
以下是嵌入式Linux操作系统的原理和应用方面的概述：嵌入式Linux操作系统原理：内核：嵌入式Linux操作系统的核心是Linux内核，它提供了操作系统的基本功能，包括处理器管理、内存管理、设备驱动程序、文件系统和网络协议栈等。
裁剪：为了适应嵌入式设备的资源限制，嵌入式Linux操作系统通常经过裁剪和优化，只选择必要的功能和驱动程序，以减小内存占用和存储空间，并提高性能和响应速度。
交叉编译：由于嵌入式设备通常具有不同的硬件架构和处理器，所以嵌入式Linux操作系统需要通过交叉编译来生成适用于目标设备的可执行文件和库。
设备驱动：嵌入式Linux操作系统需要适配各种硬件设备，因此需要编写和集成相应的设备驱动程序，以使操作系统能够正确地与硬件进行通信和交互。
嵌入式Linux操作系统应用：嵌入式设备：嵌入式Linux操作系统广泛应用于各种嵌入式设备，如智能手机、平板电脑、家用电器、工业控制系统、车载设备等。
物联网（IoT）：随着物联网的快速发展，嵌入式Linux操作系统被广泛应用于连接的嵌入式设备，用于数据采集、通信、远程控制和智能化管理。
嵌入式开发板：嵌入式Linux操作系统在开发板上提供了丰富的开发环境和工具链，用于嵌入式软件开发和调试。
自定义嵌入式系统：开发者可以基于嵌入式Linux操作系统构建自定义的嵌入式系统，根据特定需求进行定制和开发，实现各种功能和应用。
嵌入式Linux操作系统的原理和应用非常广泛，它为嵌入式设备提供了灵活性、可定制性和强大的功能支持，使得开发者能够构建高度定制化和功能丰富的嵌入式系统。
buildroot 编译顺序
buildroot 编译顺序摘要：1.介绍Buildroot2.Buildroot 的编译顺序3.编译顺序的具体步骤4.编译顺序的优点和应用场景正文：1.介绍BuildrootBuildroot 是一个用于构建嵌入式Linux 系统的工具，它可以帮助开发人员构建一个可移植、可定制的Linux 系统，适用于不同的嵌入式设备和硬件平台。
Buildroot 提供了一个完整的构建系统，包括交叉编译工具链、内核、根文件系统等内容，使得开发人员可以方便地构建出满足特定需求的嵌入式Linux 系统。
2.Buildroot 的编译顺序在使用Buildroot 进行编译时，有一个基本的编译顺序需要遵循，这个顺序包括以下几个步骤：(1) 配置(2) 编译内核(3) 编译根文件系统(4) 构建启动代码(5) 构建根文件系统镜像3.编译顺序的具体步骤(1) 配置：在Buildroot 中，首先需要进行配置，包括选择目标硬件平台、指定内核版本、设置系统参数等。
配置完成后，Buildroot 会生成一个.bb 文件，它包含了构建过程中需要的所有信息。
(2) 编译内核：在配置完成后，Buildroot 会根据.bb 文件中的信息编译内核。
内核编译完成后，Buildroot 会生成一个内核镜像文件，它是一个可引导的二进制文件，包含了内核和一些必要的驱动程序。
(3) 编译根文件系统：内核编译完成后，Buildroot 会开始编译根文件系统。
根文件系统是嵌入式Linux 系统的核心部分，它包含了系统所需的所有文件和目录。
在编译过程中，Buildroot 会根据.bb 文件中的设置来确定根文件系统的内容。
(4) 构建启动代码：根文件系统编译完成后，Buildroot 会根据目标硬件平台的不同，生成不同的启动代码。
启动代码是用来引导内核和根文件系统的一段代码，通常会被烧写到目标硬件设备的Flash 中。
(5) 构建根文件系统镜像：启动代码生成完成后，Buildroot 会将根文件系统镜像和启动代码烧写到一个Flash 设备中，形成一个可引导的根文件系统镜像。
yocto编译
yocto编译Yocto是一个开源的嵌入式Linux构建系统，它可以帮助开发者快速构建定制化的Linux发行版。
Yocto项目提供了一系列工具和框架，可以方便地进行软件包管理、内核配置、文件系统构建等操作。
本文将介绍如何使用Yocto构建一个嵌入式Linux系统。
Yocto构建系统Yocto构建系统由三个主要组件组成：1. BitBake：一个Python编写的构建工具，用于构建软件包、内核、文件系统等。
BitBake可以根据依赖关系自动构建软件包，并支持交叉编译。
2. OpenEmbedded核心：一个用于构建软件包的框架。
OpenEmbedded核心提供了一组规则和脚本，用于定义软件包的构建方式和依赖关系。
3. Poky：一个基于OpenEmbedded核心的Linux发行版，它包含了一系列的软件包、内核和文件系统。
Yocto构建系统的基本流程如下：1. 配置：使用Poky提供的配置工具进行配置，包括选择目标平台、选择内核版本、选择软件包等。
2. 构建：使用BitBake进行构建，BitBake会自动下载、编译、打包软件包，并生成文件系统镜像。
3. 调试：将生成的文件系统镜像烧录到目标平台上，进行调试。
配置Yocto的配置工具是Poky提供的。
Poky包含了一系列的配置文件，可以根据需要进行修改。
配置工具可以使用命令行工具或者图形界面工具进行配置。
命令行工具：Poky提供了一个命令行工具bitbake-layers，可以用于添加、删除、列出已经添加的层。
例如：$ bitbake-layers add-layer /path/to/layer$ bitbake-layers remove-layer /path/to/layer$ bitbake-layers show-layers图形界面工具：Poky还提供了一个图形界面工具yocto-config-tool，可以用于配置Poky。
打开命令行终端，输入以下命令：$ yocto-config-tool然后就可以打开图形界面进行配置了。
嵌入式linux系统的启动流程
嵌入式linux系统的启动流程
嵌入式Linux系统的启动流程一般包括以下几个步骤：
1.硬件初始化：首先会对硬件进行初始化，例如设置时钟、中
断控制等。
这一步骤通常是由硬件自身进行初始化，也受到系统的BIOS或Bootloader的控制。
2.Bootloader引导：接下来，系统会从存储介质（如闪存、SD
卡等）的Bootloader区域读取引导程序。
Bootloader是一段程序，可以从存储介质中加载内核镜像和根文件系统，它负责进行硬件初始化、进行引导选项的选择，以及加载内核到内存中。
3.Linux内核加载：Bootloader会将内核镜像从存储介质中加载到系统内存中。
内核镜像是包含操作系统核心的一个二进制文件，它由开发者编译并与设备硬件特定的驱动程序进行连接。
4.内核初始化：一旦内核被加载到内存中，系统会进入内核初
始化阶段。
在这个阶段，内核会初始化设备驱动程序、文件系统、网络协议栈等系统核心。
5.启动用户空间：在内核初始化完毕后，系统将启动第一个用
户空间进程(init进程)。
init进程会读取并解析配置文件（如
/etc/inittab）来决定如何启动其他系统服务和应用程序。
6.启动其他系统服务和应用程序：在用户空间启动后，init进
程会根据配置文件启动其他系统服务和应用程序。
这些服务和应用程序通常运行在用户空间，提供各种功能和服务。
以上是嵌入式Linux系统的基本启动流程，不同的嵌入式系统可能会有一些差异。
同时，一些特定的系统也可以添加其他的启动流程步骤，如初始化设备树、加载设备固件文件等。
嵌入式Linux系统开发与应用实践
嵌入式Linux系统开发与应用实践嵌入式Linux系统是指将Linux操作系统嵌入到应用程序中，使其静态化运行。
嵌入式Linux系统可以在嵌入式设备中进行应用开发和应用实践。
随着人工智能技术的快速发展，嵌入式Linux 系统为嵌入式设备的应用带来了新的可能性。
本文将深入探讨嵌入式Linux系统的开发与应用实践。
一、嵌入式Linux系统的优点嵌入式Linux系统的优点主要有如下几个方面：1. 开放性：Linux是开放源代码的操作系统，用户可以通过自由软件协议获取开放源代码，进行修改和自定义。
这意味着随着Linux的发展，用户可以让其应用于更多应用场景，定制化程度更高。
2. 稳定性：Linux操作系统稳定性高，能够长时间稳定运行且系统崩溃的概率非常小。
3. 灵活性：嵌入式Linux系统灵活性非常高，用户可以根据具体设备进行开发和部署。
同时，也能够为设备提供更高的安全和性能支持。
4. 海量资源：Linux作为走在开源世界前沿的操作系统，具有海量的资源和社区支持。
用户可以通过社区开放的技术和资源，为设备提供更多的功能。
二、嵌入式Linux系统的应用实践嵌入式Linux系统包括了从裸机应用到成型系统的全过程，对于嵌入式应用开发来说是非常有益的。
嵌入式Linux系统的应用实践主要有以下几个步骤：1. 内核的选择和构建：嵌入式设备的内核和框架选择很重要，需要仔细考虑选用哪一种内核或框架，需要根据具体的应用进行选择。
然后需要构建一个内核。
2. 驱动的集成和调试：驱动是嵌入式设备重要的组成部分，需要根据之前构建的内核进行驱动的集成和调试。
3. 应用程序编写：应用层开发是系统开发的最终目的，需要根据应用的场景进行编写，对于嵌入式Linux系统的应用编写，需要进行编译和交叉编程等步骤。
4. 应用部署：最后一步是将应用部署到嵌入式设备中，进行运行和测试。
需要注意的是在遇到问题时，需要快速定位问题，分析原因，并解决问题。
嵌入式课后习题答案
第八章
一、填空题。
1、Makefile、配置文件、配置工具。
2、配置命令解释器、配置用户界面。
arch：arch目录包括了所有和体系结构相关的核心代码。include：include目录包括编译核心所需要的大部分头文件，例如与平台无关的头文件在include/linux子目录下；init：init目录包含核心的初始化代码（不是系统的引导代码），有main.c和Version.c两个文件；mm：mm目录包含了所有的内存管理代码。与具体硬件体系结构相关的内存管理代码位于arch/*/mm目录下；drivers：drivers目录中是系统中所有的设备驱动程序。它又进一步划分成几类设备驱动，每一种有对应的子目录，如声卡的驱动对应于drivers/sound；ipc：ipc目录包含了核心进程间的通信代码；modules：modules目录存放了已建好的、可动态加载的模块；fs：fs目录存放Linux支持的文件系统代码。不同的文件系统有不同的子目录对应，如ext3文件系统对应的就是ext3子目录；Kernel：Kernel内核管理的核心代码放在这里。同时与处理器结构相关代码都放在arch/*/kernel目录下；net：net目录里是核心的网络部分代码，其每个子目录对应于网络的一个方面；lib：lib目录包含了核心的库代码，不过与处理器结构相关的库代码被放在arch/*/lib/目录下；scripts：scripts目录包含用于配置核心的脚本文件；documentation：documentation目录下是一些文档，是对每个目录作用的具体说明。
嵌入式linux开发教程pdf
嵌入式linux开发教程pdf嵌入式Linux开发是指在嵌入式系统中使用Linux操作系统进行开发的过程。
Linux作为一种开源操作系统，具有稳定性、可靠性和灵活性，因此在嵌入式系统中得到了广泛的应用。
嵌入式Linux开发教程通常包括以下内容：1. Linux系统概述：介绍Linux操作系统的发展历程和基本原理，包括内核、文件系统、设备驱动等方面的知识。
了解Linux系统的基本结构和工作原理对后续的开发工作至关重要。
2. 嵌入式开发环境搭建：通过搭建开发环境，包括交叉编译器、调试器、仿真器等工具的配置，使得开发者可以在本机上进行嵌入式系统的开发和调试。
同时，还需要了解各种常用的开发工具和调试技术，如Makefile的编写、GDB的使用等。
3. 嵌入式系统移植：嵌入式系统往往需要根据不同的硬件平台进行移植，以适应各种不同的硬件环境。
这个过程包括引导加载程序的配置、设备驱动的移植和内核参数的调整等。
移植成功后，就可以在目标硬件上运行Linux系统。
4. 应用程序开发：在嵌入式Linux系统上进行应用程序的开发。
这包括编写用户空间的应用程序，如传感器数据采集、数据处理、网络通信等功能。
还需要熟悉Linux系统提供的各种库函数和API，如pthread库、socket编程等。
5. 系统优化和性能调优：在开发过程中，经常需要对系统进行调优和优化，以提高系统的性能和稳定性。
这包括对内核的优化、内存管理的优化、性能分析和调试等。
只有深入了解和熟练掌握这些技术，才能使得嵌入式系统运行得更加高效和稳定。
嵌入式Linux开发教程PDF通常会结合理论和实践相结合的方式进行教学，通过实际的案例和实践操作，帮助开发者快速掌握嵌入式Linux开发的技术和方法。
同时还会介绍一些常见的开发板和硬件平台，以及开源项目等，帮助开发者在实际项目中应用所学的技术。
总之，嵌入式Linux开发教程PDF提供了系统而详细的指导，帮助开发者快速入门嵌入式Linux开发，掌握相关的技术和方法，以便更好地进行嵌入式系统的开发工作。
嵌入式linux系统开发标准教程
嵌入式linux系统开发标准教程嵌入式Linux系统开发是一门非常重要的技术，它在嵌入式设备、物联网和智能家居等领域中得到广泛应用。
本文将介绍嵌入式Linux系统开发的标准教程，帮助读者了解该技术的基本原理和常用的开发工具。
一、嵌入式Linux系统开发的基本原理嵌入式Linux系统开发是指将Linux操作系统移植到嵌入式设备中，并针对特定的应用领域进行定制开发。
它与传统的桌面Linux系统有很大的区别，主要体现在以下几个方面：1. 硬件平台的选择：嵌入式设备通常采用ARM架构或者其他低功耗的处理器架构，而不是传统的x86架构。
因此，在进行嵌入式Linux系统开发时，需要根据具体的处理器架构进行相应的移植和优化。
2. 精简的内核：由于嵌入式设备的资源有限，为了提高系统性能和节省资源，嵌入式Linux系统通常会精简内核。
这需要对Linux内核的源代码进行裁剪和优化，以去除不必要的模块和功能，并保留对应用需求的必要功能。
3. 定制化的驱动程序和应用程序：嵌入式设备通常需要与各种外设进行交互，因此需要编写相应的驱动程序。
此外，根据具体的应用需求，还需要定制相关的应用程序和用户界面。
二、嵌入式Linux系统开发的工具嵌入式Linux系统开发需要使用一些常用的工具，下面是一些常用的工具和其功能的介绍：1. 交叉编译工具链：由于嵌入式设备和开发主机的处理器架构不同，无法直接在开发主机上编译和运行目标代码。
因此，需要使用交叉编译工具链，在开发主机上生成适用于目标设备的可执行文件。
2. 调试工具：在嵌入式Linux系统开发过程中，调试是非常重要的一环。
常用的调试工具包括GDB（GNU调试器）和strace（系统调用跟踪工具），它们可以帮助开发人员追踪程序的执行过程和定位错误。
3. 文件系统工具：嵌入式设备的存储资源有限，需要使用文件系统来组织和管理存储的数据。
常用的文件系统工具包括mkfs（创建文件系统）、mount（挂载文件系统）以及文件传输工具（如scp和rsync）等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
U-boot的配置编译
顶层目录下的 Makefile 负责U-Boot整体配置编译。 每一种开发板在 Makefile 都需要有板子配置的定义。
执行配置U-Boot的命令make smdk2410_config，则通 过./mkconfig脚本生成include/config.mk 的配置文件。实际上是 定义了ARCH、CPU、BOARD、SOC这些变量
问题
问题：u-boot支持多种体系结构的CPU,那 么怎么在配置编译u-boot的时候选择自己 的平台呢？
U-boot的配置编译
U-Boot 的源码是通过 GCC 和 Makefile 组织编 译的。 首先顶层 Makefile 设置开发板的定义； 然后递归地调用各级子目录下的 Makefile； 最后把编译生成的目标文件链接成U-Boot 映 像。
U-boot的源码结构
uboot的目录结构
fs: 支持的文件系统，Uboot现在支持cramfs、fat、 fdos、jffs2和registerfs。 lib_xxxx: 与体系结构相关的库文件。如与ARM相关 的库放在lib_arm中。 net：与网络协议栈相关的代码，BOOTP协议、TFTP 协议、RARP协议和NFS文件系统的实现。 tools：生成Uboot的工具，如：mkimage, crc等等
ARCH CPU BOARD SOC
= = = =
arm arm920t smdk2410 s3c24x0
U-boot的配置编e文件开始的部分包含了这些变量的定 义和输出。
# load ARCH, BOARD, and CPU configuration include include/config.mk export ARCH CPU BOARD VENDOR SOC
需要移植
基于linux的嵌入式软件设计
在一个硬件平台上设计一个基于linux 的软件系统，需要的工作可以分为以下三 部分：
Bootloader设计 Linux内核的定制移植，驱动程序的开发 应用程序的设计
根据GEC2410开发板，构建嵌入 式linux系统
接下来，我们以gec2410开发板为硬件平 台，介绍构建一个嵌入式linux系统的原理 和过程。 系统软件有以下部分组成
其中，引导加载程序，操作系统移植，应用程序设计是 软件设计，具有自己的特点。
嵌入式软件开发的特点
需要交叉编译
硬件平台处理器较慢，内存和外存容量小等等； 把软件开发放在高性能的PC机上进行； PC机上CPU指令集与嵌入式CPU的指令集是不同的，因此，在 PC机上开发嵌入式软件需要交叉编译。 由于嵌入式系统是一个软硬件定制的系统，硬件平台各不相同， 软件设计需要根据不同的硬件设备来添加或修改相应的代码， 这就是移植。
U-boot的配置编译
顶层目录下的 Makefile 硬件平台依赖的目录文件就是根据这些定义来确定。 SMDK2410平台相关目录如下。 board/smdk2410/ cpu/arm920t/ cpu/arm920t/s3c24x0/ lib_arm/ include/asm-arm/ include/configs/smdk2410.h
实例分析
BootLoader 实验
U-boot的介绍
Uboot是德国DENX软件工程小组开发的、支持多种嵌入 式CPU的bootloader程序。
可引导的嵌入式操作系统： UBoot不仅仅支持嵌入式Linux系统的引导，当前，它还支持 NetBSD, VxWorks, QNX, RTEMS, ARTOS, LynxOS嵌入式操 作系统。 支持的处理器： UBoot支持PowerPC、MIPS、 x86、ARM、NIOS、XScale等 诸多常用系列的处理器。 特点： 功能多、灵活性强、开发积极、开放源代码、属于“monitor”
内核软件
嵌 入 式 软 件
硬件平台
嵌入式软件开发
嵌入式应用开发过程 一个嵌入式应用项目的开发过程是一个硬件和软件 设计的综合过程，是一个系统设计过程，主要经历以下 步骤：
硬件设计与实现 引导加载程序的设计 操作系统的移植（主要是驱动程序移植） 应用程序的设计 系统调试，样机交付
是系统上电之后，第一个运行的程序；
bootloader程序的设计目标是启动嵌入式操作系统。
Bootloader一般具有对存储器和网络接口操作的功能； 如擦除、读写Flash，通过USB、串口下载文件等。
Bootloader的存储位置
bootloader
内核映象
参数
文件系统
如上图，bootloader一般放在Flash的底端，这是因为 系统复位后执行的第一条指令的地址一般对应于Flash的 底端。
U-boot的配置编译
顶层目录下的 Makefile Makefile文件还定义uboot映象编译的依赖关系。 ALL = u-boot.srec u-boot.bin System.map all: $(ALL) u-boot.hex: u-boot $(OBJCOPY) ${OBJCFLAGS} -O ihex $< $@ u-boot.srec: u-boot $(OBJCOPY) ${OBJCFLAGS} -O srec $< $@ u-boot.bin: u-boot $(OBJCOPY) ${OBJCFLAGS} -O binary $< $@ …… Makefile缺省的编译目标是all，包括： u-boot.srec u-boot.bin System.map
uboot的目录结构
顶层有18个子目录，分别存放和管理不同的 源代码。这些目录分三类： 与处理器体系结构或者开发板硬件直接相 关 存放通用的函数或者驱动程序的目录 存放uboot的应用程序、工具、文档的目录
U-boot的源码结构
uboot的目录结构
board：存放与开发板有关的文件。每一个开发板都 以一个子目录出现在当前目录中。如smdk2410 common：实现uboot支持的命令，每一条命令都对应 一个文件。例如bootm命令 -> cmd_bootm.c。 cpu：与特定CPU架构相关目录，每一款Uboot下支持 的CPU在该目录下对应一个子目录，比如有子目录 arm920t等。 doc：文档目录。Uboot有非常完善的文档，推荐大家 参考阅读。 drivers：Uboot支持的设备驱动程序都放在该目录， 比如各种网卡、串口和USB等。
Bootloader的结构
Bootloader 的启动过程一般分为两个阶段： stage1何stage2。 Stage1的代码：
依赖于CPU体系结构，例如系统初始化代码等 一般用汇编语言来实现， 达到短小精悍的目的
Stage2 的代码：
用C语言实现 可以实现更复杂的功能 具有更好的可读性和可移植性
嵌入式Linux移植
广东省嵌入式软件公共技术中心
2007年7月14日
课程介绍
主要介绍
嵌入式系统发展 嵌入式系统结构 嵌入式软件开发 Bootloader设计
现今，嵌入式开发分类
基于单片机开发； 基于专用集成电路的板级系统设计；根据需求 利用现有的IC(CPU、RAM、flash)等设计电路板， 在板中移植操作系统，开发应用程序。 片上系统（System On Chip,SOC）；在单芯片上 集成数字信号处理器、微控制器、存储器、接 口电路等模块，即芯片设计；讲求软硬件协调 开发。
U-boot的配置编译
开发板配置头文件 编译之前，可通过修改头文件include/configs/<board_name>.h， 为开发板定义配置选项或者参数。例如smdk2410板的头文件是 smdk2410.h。 这个头文件主要定义了两类变量 一类是选项，前缀是CONFIG_，用来选择处理器、设备接口、 命令、属性等。
Bootloader的stage1通常要完成以 下工作
硬件设备初始化 为加载bootloader本身准备内存空间 复制bootloader本身到内存 设置好堆栈 跳转到stage2的C入口点。
Bootloader的stage2通常要完成以 下工作
初始化本阶段要使用到的硬件设备； 进入一个无限循环，等待用户的输入； 当bootloader接受到要启动系统的信息的时候，作出以下 动作；
Bootloader为u-boot Linux内核的版本为2.6.14 应用程序由busybox、bash等构成
Bootloader设计
一 Bootloader 介绍
引导加载程序BootLoader 是系统加电后运行的第一段代 码。 PC 中的引导程序一般由BIOS 和位于硬盘MBR中的OS bootloader（例如LILO 或者GRUB）一起组成。 然而嵌入式系统中通常没有像BIOS 那样的固件程序， 因此整个系统的加载启动任务就完全由bootloader 来完 成。 在一个基于ARM920T core 的嵌入式系统中，系统在上 电或复位时都从地址0x00000000 开始执行，而在这个地 址处安排的通常就是系统的BootLoader 程序。
然后直接运行； 这种模式适用于软件开发阶段；
“Bootloader”与“Monitor”的区别
“bootloader”只是负责引导系统； “Monitor”除了引导系统之外，还提供了更多的 命令行接口，可以进行：
调试 读写内存 烧写Flash 配置环境变量等
“Monitor”在嵌入式系统开发过程中可以提供很 好的调试功能，开发完成之后，完全可以设置 成一个“bootloader”。所以，在习惯上把它们统 称为“bootloader”。