嵌入式linux基础知识
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。
2、怎样学习嵌入式Linux(韦东山)
作为一个新人，怎样学习嵌入式Linux？(韦东山）被问过太多次，特写这篇文章来回答一下。
在学习嵌入式Linux之前，肯定要有C语言基础。
汇编基础有没有无所谓(就那么几条汇编指令，用到了一看就会)。
C语言要学到什么程度呢？越熟当然越好，不熟的话也要具备基本技能。
比如写一个数组排序、输入数字求和什么的。
学C语言唯一的方法是多写程序多练习，编译出错没关系，自己去解决；执行出错没关系，自己去分析。
以前我是用VC来练习C语言的，经常去尝试着写一些C语言竞赛的题目。
它们是纯C、纯数学、纯逻辑的题目，不涉及界面这些东西，很适合煅炼你的编程能力。
回到主题，首先我们要明白你的目的是什么，大概来说所谓嵌入式Linux 可以分为两部分：底层系统、应用开发。
如果你是想做应用开发，那么你去把C 语言、数据结构、JAVA什么的学好吧。
嵌入式应用开发和PC上的应用开发并没有什么特别要注意的。
也许你说在嵌入式上要做些优化，是的，要优化，但是未经优化的程序和PC上的程序开发没什么差别。
另外，当你有能力去优化时，你已经不用来问这个问题了。
具体到某个例子，比如说开发界面，在PC上我们用VC；在嵌入式Linux里也许我们用QT也许用Android，这个时候你应该去学学QT、Android的编程。
但是基础还是C或JAVA，在此基础上去熟悉它们的接口。
你学过VC的话，也是要花时间去了解那些类、控件的。
如果你的目的是想学习底层系统，这是我的专长，倒是可以说一点。
在回答这个问题之前，我先回答：不少人问我，到底是学驱动还是学应用？我只能说凭兴趣，并且驱动和应用并不是截然分开的1. 我们说的驱动，其实并不局限于硬件的操作，还有操作系统的原理、进程的休眠唤醒调度等概念。
想写出一个好的应用，想比较好的解决应用碰到的问题，这些知识你应该懂2. 做应用门槛低，特别是现在的ANDROID，纯JAVA。
做应用的发展路径个人认为就是业务纯熟。
比如在通信行业、IPTV行业、手机行业，你了解行业的需求。
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。
嵌入式linux常用命令
嵌入式linux常用命令在嵌入式Linux 开发中，以下是一些常用的命令：1. ls：列出目录内容。
2. cd：改变当前工作目录。
3. pwd：显示当前工作目录的路径。
4. mkdir：创建新目录。
5. rm：删除文件或目录。
6. cp：复制文件或目录。
7. mv：移动或重命名文件或目录。
8. cat：显示文件内容。
9. vi/vim：文本编辑器，用于编辑文件。
10. nano：另一个文本编辑器，也可用于编辑文件。
11. grep：在文件中搜索指定的模式。
12. find：在指定目录下查找文件。
13. tar：打包或解压文件。
14. gzip：压缩文件。
15. gunzip：解压缩文件。
16. chmod：修改文件或目录的权限。
17. chown：修改文件或目录的所有者。
18. ps：显示当前运行的进程。
19. top：显示系统资源使用情况和运行的进程。
20. ifconfig：显示和配置网络接口信息。
21. ping：向指定主机发送ICMP 回应请求。
22. ssh：远程登录到其他计算机。
23. scp：通过SSH 安全地复制文件。
24. wget：从网络下载文件。
25. make：用于编译和构建项目。
26. insmod：加载内核模块。
27. rmmod：卸载内核模块。
这些是嵌入式Linux 开发中常用的一些命令，用于文件管理、文本编辑、系统配置、网络操作等。
请注意，具体命令和用法可能会根据Linux 发行版和版本而有所不同。
在实际使用时，请参考相关文档或手册以获得准确的命令用法和选项。
华嵌嵌入式课程
华嵌嵌入式就业班课程大纲（新）Linux基础：第1-4周上（周末班）
C语言基础：第1-6周期间学习
（C实验配42课时左右）
数据结构：第5-9 周学习
（数据结构实验配36课时左右）
ARM开发板实验：第6-8周学习
（ARM实验分为前后两部份，18课时在嵌入式基础课前，12课时在
嵌入式基础课终止时期）
嵌入式基础：第9-12周学习
(配ARM实验的第二部份12课时）高级编程：第7-13周学习
Linux内核：第14-16周学习
Linux驱动：第16-18周学习
注：
从十周围开始，按课程安排插入安博的职业素养课（一周课时左右），简历指导课，模拟面试。
从十五周开始推荐就业。
Linux嵌入式系统开发从小白到大牛
4 15.4车身控制
系统的软件设 计与实现
5 15.5车身控制
系统的联合调 试
15.6要点巩 固
15.7技术大 牛访谈—— Linux系统下 的CAN驱动框
架
16.1小白也要 1
懂——语音识 别技术
16.2语音识别 2
控制系统的功 能设计
3 16.3语音识别
控制系统的硬 件设计与实现
Linux嵌入式系统开发从小白到大 牛
读书笔记模板
01 思维导图
03 读书笔记 05 作者介绍
目录
02 内容摘要 04 目录分析 06 精彩摘录
思维导图
关键字分析思维导图
第章
嵌入式
大牛
内容
访谈
系统
第章
大牛
系统
相关 案例
嵌入式
系统
小白
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技术
硬件
要点
基础
内容摘要
《Linux嵌入式系统开发从小白到大牛》的宗旨是让读者紧跟书中内容的安排顺序并结合具体案例进行学习， 最终可以独立编写个人的嵌入式Linux系统。全书共16章，在章节安排上本着由易到难、深入浅出的原则，具体 内容如下。第1~3章主要介绍Linux嵌入式开发的基础知识；第4、5章分别从硬件角度和软件角度分析嵌入式 Linux学习的相关工具；第6~9章是本书的重点，分别对Makefile、U-boot、内核和根文件系统进行了详细介绍。 第10~12章介绍了Linux的驱动开发，是本书的难点内容，也是嵌入式Linux系统工程师必须掌握的内容。第 13~16章结合当下物联网、车联网等热门技术领域知识，完成了4个综合项目案例。《Linux嵌入式系统开发从小 白到大牛》适合广大从事嵌入式Linux系统开发的技术人员、嵌入式Linux系统开发爱好者以及大中专院校相关专 业的学生阅读，相关培训院校及高校教师亦可将本书作为教材或参考书。
linux操作系统知识点
Linux 操作系统基础知识概览以下是一些关于Linux 操作系统的常见知识点：1.Linux 基础：●Linux 的起源和发展历史●Linux 的主要组成部分：内核、Shell、文件系统等●常见的Linux 发行版（如Ubuntu、Debian、CentOS 等）●常用的命令行工具和基本命令（如ls、cd、mkdir、rm 等）2.用户和权限管理：●用户账户的创建和管理●用户组的概念和使用●文件和目录的权限设置和管理●sudo 权限和root 用户的重要性3.文件系统：●Linux 文件系统的层级结构●常见的文件系统类型（如ext4、XFS、Btrfs 等）●挂载和卸载文件系统●磁盘和分区管理工具（如fdisk、parted 等）4.进程管理：●进程的概念和属性●进程的创建、终止和管理●进程状态的了解和监控●进程间通信的方式（如管道、信号、共享内存等）5.网络和安全性：●网络配置和网络接口管理●网络命令和工具（如ifconfig、ping、ssh 等）●防火墙和安全性措施（如iptables、SELinux 等）●远程访问和远程管理（如SSH、SCP、rsync 等）6.软件包管理：●软件包管理系统（如apt、yum、dnf 等）●软件包的安装、升级和卸载●软件包的依赖关系和解决依赖问题●软件源和仓库的管理7.Shell 脚本编程：●Shell 脚本的基础语法和结构●变量、条件语句、循环和函数的使用●Shell 命令和管道的组合●脚本的调试和错误处理以上只是Linux 操作系统知识的一些常见方面，涵盖了基础知识、用户和权限管理、文件系统、进程管理、网络和安全性、软件包管理以及Shell 脚本编程等。
要深入学习Linux，建议进一步学习和实践这些知识点，并探索更多高级主题，如网络服务配置、系统性能优化等。
第四章 嵌入式Linux开发基础
（4）设备文件
Linux下所有的设备都是通过文件来表示的， 所有的设备文件都存放在/dev目录下，设备文 件的文件名就是设备名 设备文件的种类
块设备文件：/dev/hda1，这些设备以块为最小单位。 字符设备： /dev/ttyS0，字符设备按顺序一个一个传递字符 网络接口：访问网络接口的方法是给它们分配一个惟一的 名字（比如 eth0），但这个名字在文件系统中不存在对应 的节点项
GNU计划和自由软件基金会FSF（the Free Software Foundation）是由Richard M. Stallman于 1984年一手创办的，旨在开发一个类似UNIX、并 且是自由软件的完整的操作系统：GNU系统。各 种使用Linux系统为核心的GNU操作系统正在被广 泛地使用。 GNU项目开发了许多高质量的免费软 件，如emacs编辑系统、bash shell程序、gcc系列编 译器、gdb调试程序，等等。这些软件为Linux操 作系统的开发创造了一个合适的环境，称为Linux 能诞生的基础。Linux严格意义上应该被称为 GNU/Linux系统。
普通文件常见的类型
系统文件 .conf .lock .rpm 编程和脚本文件 .c .cpp .h .o .pl .py .so .sh .tcl 文件格式 .au .gif .html/.htm .jpg .pdf .png .ps .txt .wav .x pm 压缩以及归档文件 .bz2 .gz .tar .tbz .tgz .zip
相比于其它操作系统的优势
真正的多任务多用户 稳定性强 设备独立性 具有强大的网络功能 可靠的系统安全 良好的可移植性 应用软件多
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1.什么是设备驱动程序？应用程序和实际硬件之间的软件层，连接硬件和内核之间的桥梁2.linux将存储器和外设分为3类？字符设备、块设备、网络设备字符设备：按字节访问的设备，有序访问块设备：能一次传送一个或者多个长度是512字节的整块数据的设备，linux允许按任意字节传送，随机访问网络设备：面向数据包的接收和发送而设计3.关键字volatile含义？一个定义为volatile的变量是说这变量可能会被硬件设备的终端意想不到地改变，这样，编译器就不会去优化这个变量的值了。
精确地说就是，优化器在用到这个变量时必须每次都小心地重新读取这个变量的值，而不是使用保存在寄存器里的备份。
下面是volatile变量的几个例子：1). 并行设备的硬件寄存器（如：状态寄存器）2). 一个中断服务子程序中会访问到的非自动变量(Non-automatic variables)3). 多线程应用中被几个任务共享的变量4.异常的类别中断(interrupt)：异步发生，来自I/O设备的信号，并不是由指令造成。
总是返回到下一条指令。
(内部中断(用户态切换到内核态)，外部中断(外设))陷阱(trap)：同步发生，有意的异常，是执行一条指令的结果。
总是返回到下一条指令。
故障(fault)：同步发生，由错误情况引起，可能被修复。
可能返回到当前指令。
终止(abort)：同步发生，不可恢复的错误（硬件错误），终止处理程序从不将控制返回给应用程序。
不会返回。
5.源程序到可执行文件的过程源程序(.c)--[预处理器cpp]--预处理后程序(.i)--[编译器ccl]--汇编程序(.s)--[汇编器as]--可重定位目标程序(.o)--[链接器ld]--可执行程序(二进制)连接阶段就是将各个.o文件合并到一起生成.exe文件。
如：hello.c中调用printf()这个函数，这个printf()是标准c库中函数，它包含在printf.o 这个单独编译好了的.o文件中，现在就需要用链接器将hello.o和printf.o文件合并到一起，生成hello.exe文件。
静态链接！6.程序和进程、线程程序：是一个静态的实体，存放在磁盘上的代码和数据的可执行映像进程：是一个动态的实体，一个执行中的程序的实例,分配和管理资源的基本单位线程：进程是由一个或者多个称为线程的执行单元组成，每个线程都运行在进程的上下文中，共享同样的代码和全局数据。
调度的最小单位进程上下文：由程序正确运行的所需的状态组成，这些状态：程序代码、栈、寄存器内容、PC(程序计数器)、数据、环境变量、打开文件的描述符集合。
并发运行导致一个进程指令和另一个进程指令交替运行---进程上下文切换进程四要素：(1)一段程序可供其执行(2)有进程专用的内核空间堆栈(3)内核中有一个task_struct数据结构(4)有独立的用户空间(故进程是用户空间的概念)，线程没有自己独立的地址空间线程可分为：用户线程，内核线程驱动程序既不是线程也不是进程。
7.引起竞态的原因多CPU、单CPU抢占调度、中断解决竞态措施---保证共享资源的互斥访问中断屏蔽、原子操作、自旋锁(适合临界区小，不能有阻塞可能)、信号量(适合临界区大)、互斥体8.arm处理器的7中工作模式用户模式、系统模式、快速中断模式、外部中断模式、管理模式、未定义指令中止模式、数据访问终止模式9.非向量中断和向量中断非向量中断：由软件提供中断服务程序入口地址，多个中断共享一个总入口，进入后利用软件判断具体哪个中断向量中断：由硬件提供中断服务程序入口地址，每个中断对应一个中断号，并对应一个中断入口地址10.MMU(内存管理单元)的作用1.提供虚拟地址到物理地址的映射2.内存访问权限的保护3.Cache缓存控制物理地址：出现在CPU地址总线上的寻址物理内存的地址信号，是地址变换的最终结果。
逻辑地址：程序经编译后成汇编代码中的地址线性地址：虚拟地址地址空间：将源程序经过编译后得到的目标程序，存在于它所限定的地址范围内，这个范围称为地址空间，地址空间是逻辑地址的集合。
存储空间：指主存中一系列存储信息的物理单元的集合，这些单元的编号称为物理地址存储空间是物理地址的集合。
分页其实就是物理内存分为多个大小相同的也框，然后每个进程根据映射表可以映射到物理地址中的任意一个也框。
分段是从程序代码的角度出发，将程序地址分为若干段，然后根据映射表映射到相应的内存。
/*cpu就是先利用段式内存管理单元将逻辑地址转成线性地址，再利用页式内存管理单元，将线性地址转化成物理地址*/页式存储管理将程序的逻辑地址空间划分为固定大小的页(page),而物理内存划分同样大小的页框(page frame).页式系统中，指令所给出的地址分为两个部分：逻辑页号(高20位)和页內地址(低12位)。
cpu中的MMU，按逻辑页号通过查进程页表得到物理页框号，将物理页框号与页內地址相加成物理地址。
段式存储管理整个进程的地址空间是二维的，即其逻辑地址由段号(高16位) 和段内地址(低16位) 两部组成。
处理器会查找内存中的段表，由段号得到段的首地址，加上段内地址。
操作系统只需在进程切换时，将进程段表的首地址装入处理器的特定的寄存器中，这个寄存器称为段表地址寄存器。
段式和页式区别1)、需求：是信息的物理单位，分页是为了实现离散分配方式，以减少内存的碎片，提高内存的利用率。
2)、大小：页大小固定且由系统决定，把逻辑地址划分为页号和页内地址两部分，是由机器硬件实现的。
段的长度不固定，且决定于用户所编写的程序，通常由编译系统在对源程序进行编译时根据信息的性质来划分。
3)、逻辑地址表示：页式系统地址空间是一维的，即单一的线性地址空间，程序员只需利用一个标识符，即可表示一个地址。
分段的作业地址空间是二维的，程序员在标识一个地址时，既需给出段名，又需给出段内地址。
4)、比页大，因而段表比页表短，可以缩短查找时间，提高访问速度。
11.I/O空间和内存空间I/O空间：一般是指在x86处理器专用的空间，它是将外设寄存器看做独立的空间，有自己一套独立地址线位于IO空间的外设寄存器称为IO端口，并用专门的指令(区别于内存访问指令)来访问.内存空间：cpu理论最大寻址空间位于内存空间的外设寄存器称为IO内存，和内存统一编址，和访问内存指令一样访问外设寄存器12.TCP和UDP的区别TCP：传输控制协议，面向有连接的可靠传输协议，流模式三次握手建立连接数据传递有确认，重传等机制，可靠稳定缺点：效率低，占用系统资源高UDP：用户数据报协议，面向无连接，数据报模式没有握手等机制，传输速度快，安全，系统占用资源少缺点：不可靠，网络不好时，数据传输时容易丢包没有重新传输机制TCP:QQ文件传输，http(对网络通讯质量有要求时)UDP:qq视频，语音，(对网络质量要求不高，追求通讯速度)13.ISO/OSI七层网络模型和linux网络模型应用层应用层(HTTP/FTP) 应用层表示层会话层--------------------------------------------------------------------------------------------------------- 传输层传输层(TCP/UDP) 传输层--------------------------------------------------------------------------------------------------------- 网络层网络层(ARP/IP/ICMP) 网络层--------------------------------------------------------------------------------------------------------- 数据链路层网络接口层数据链路层------------------------------------ ----------------------------------------------- 物理层物理层14.栈和堆的区别1.管理方式：栈由编译器自动管理；堆由程序员控制，使用方便，但易产生内存泄露。
2.生长方向：栈向低地址扩展(即”向下生长”)，是连续的内存区域；堆向高地址扩展(即”向上生长”)，是不连续的内存区域。
这是由于系统用链表来存储空闲内存地址，自然不连续，而链表从低地址向高地址遍历。
3.空间大小：栈顶地址和栈的最大容量由系统预先规定(通常默认2M或10M)；堆的大小则受限于计算机系统中有效的虚拟内存，32位Linux系统中堆内存可达2.9G空间。
4.存储内容：栈在函数调用时，首先压入主调函数中下条指令(函数调用语句的下条可执行语句)的地址，然后是函数实参，然后是被调函数的局部变量。
本次调用结束后，局部变量先出栈，然后是参数，最后栈顶指针指向最开始存的指令地址，程序由该点继续运行下条可执行语句。
堆通常在头部用一个字节存放其大小，堆用于存储生存期与函数调用无关的数据，具体内容由程序员安排。
5.分配方式：栈可静态分配或动态分配。
静态分配由编译器完成，如局部变量的分配。
动态分配由alloca函数在栈上申请空间，用完后自动释放。
堆只能动态分配且手工释放。
6.分配效率：栈由计算机底层提供支持：分配专门的寄存器存放栈地址，压栈出栈由专门的指令执行，因此效率较高。
堆由函数库提供，机制复杂，效率比栈低得多。
Windows系统中VirtualAlloc可直接在进程地址空间中分配一块内存，快速且灵活。
7.分配后系统响应：只要栈剩余空间大于所申请空间，系统将为程序提供内存，否则报告异常提示栈溢出。
操作系统为堆维护一个记录空闲内存地址的链表。
当系统收到程序的内存分配申请时，会遍历该链表寻找第一个空间大于所申请空间的堆结点，然后将该结点从空闲结点链表中删除，并将该结点空间分配给程序。
若无足够大小的空间(可能由于内存碎片太多)，有可能调用系统功能去增加程序数据段的内存空间，以便有机会分到足够大小的内存，然后进行返回。
，大多数系统会在该内存空间首地址处记录本次分配的内存大小，供后续的释放函数(如free/delete)正确释放本内存空间。
此外，由于找到的堆结点大小不一定正好等于申请的大小，系统会自动将多余的部分重新放入空闲链表中。
8.碎片问题：栈不会存在碎片问题，因为栈是先进后出的队列，内存块弹出栈之前，在其上面的后进的栈内容已弹出。
而频繁申请释放操作会造成堆内存空间的不连续，从而造成大量碎片，使程序效率降低。
可见，堆容易造成内存碎片；由于没有专门的系统支持，效率很低；由于可能引发用户态和内核态切换，内存申请的代价更为昂贵。