嵌入式Linux常用文件系统
浅谈嵌入式Linux
浅谈嵌入式Linux作者：薛兆光饶勇来源：《科技探索》2013年第10期摘要：伴随着 21 世纪的到来，计算机进入一个新的充满机遇的阶段。
随着嵌入式应用领域得到蓬勃、快速的扩展，它对嵌入式操作系统也提出了更严格的要求，Linux 操作系统由于其源代码开放、成本低、应用程序丰富等优点而受到广泛的关注。
关键词：Linux 嵌入式可定制性优点近年来，嵌入式Linux得到了飞速的发展。
嵌入式Linux的开发和研究是操作系统领域中的一个热点，目前己经开发成功的嵌入式系统中，大约有一半使用的是Linux。
在嵌入式应用的领域里，从因特网设备到专用的控制系统，Linux操作系统的前景都很光明。
由于Linux功能强大、可靠、灵活而且具有伸缩性，再加上它支持大量的微处理器体系结构、硬件设备、图形支持和通信协议，这些都使得它作为许多方案和产品的软件平台越来越流行。
Linux操作系统是UNIX操作系统的一种克隆系统，它诞生于1991年的10月5日。
这是第一次正式向外公布的时间，以后借助于Internet网络，并通过全世界各地计算机爱好者的共同努力，已成为今天世界上使用最多的一种UNIX 类操作系统，并且使用人数还在迅猛增长一、嵌入式Linux的可定制性嵌入式系统的多样化特征，使得对嵌入式Linux必须具备一定的定制能力，使其能够满足特定嵌入式系统的要求。
作为嵌入式操作系统的基本属性，可裁剪性是嵌入式操作系统应具备的、能够根据应用需求或硬件平台的变化，动态配置系统功能的能力。
因此，嵌入式Linux本身提供的剪裁配置能力的高低，是衡量这种嵌入式操作系统是否具有广泛应用前景的重要指标。
一般来说，嵌入式系统的定制分为源代码级定制和目标代码级的定制。
源码级的定制不会给系统带来任何系统开销，但是它不能动态的定制，每次定制都需要重新生成系统。
目标码级的定制可以动态配置，但它会带来一定的系统开销。
嵌入式Linux的可定制性有以下几种：⑴可配置性指在生成系统时，用户可以根据自己硬件平台的具体情况，对操作系统功能进行选择。
bootload、kernel、rootfs
嵌入式Linux系统的构建一、嵌入式Linux系统中的典型分区结构Root filesystemKernel二、各个结构的分析1、从咱们所学的硬件知识能够明白，在系统上电后需要一段程序来进行初始化（关闭WATCHDOG、改变系统时钟、初始化存储器操纵器、将更多的代码复制到内存中）。
简单的说bootload确实是这么一段小程序（相当于PC机中的BIOS），初始化硬件设备、预备好软件环境，最后挪用操作系统内核。
从某个观点上来看Bootload能够分为两种操作模式：启动模式和下载模式。
启动模式：上电后bootload从板子上的某个固态存储器上将操作系统加载到RAM中运行，整个进程并无效户的介入下载模式：在这种模式下，开发人员能够利用各类命令，通过串口连接或网络连接等通信手腕从主机下载文件，将它们直接放在内存运行或是烧入Flash类固态存储设备中。
Bootload能够分为两个时期：第一时期实现的功能：硬件设备初始化、为加载Bootload的第二时期代码预备RAM空间、复制Bootload的第二时期代码到RAM空间中、设置好栈、跳转到第二时期代码的C入口点第二时期：初始化本时期要利用的硬件设备、检测系统内存映射、将内核镜像和根文件映像从Flash上读到RAM空间中、为内核设置启动参数、挪用内核2、内核的结构:Linux内核文件数量快要2万，除去其他构架CPU的相关文件，支持S3C2410、S3C2440这两款芯片的完整内核文件有1万多个。
这些文件组织结构并非复杂，他们别离位于顶层目录下的17个子目录，各个目录功能独立Linu内核Makefile文件分类3、根文件系统嵌入式Linux 中都需要构建根文件系统，构建根文件系统的规那么在FHS(FilesystemHierarchy Standard)文档中，下面是根文件系统顶层目录。
三、根文件系统的制作一、进入到/opt/studyarm 目录，新建成立根文件系统目录的脚本文create_rootfs_bash，利用命令chmod +x create_rootfs_bash 改变文件的可执行限，./create_rootfs_bash 运行脚本，就完成了根文件系统目录的创建。
嵌入式linux开发课程设计
嵌入式linux开发课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解嵌入式Linux系统的基本概念、原理和架构。
2. 掌握嵌入式Linux开发环境的搭建与使用。
3. 学习嵌入式Linux内核配置、编译与移植方法。
4. 掌握常见的嵌入式Linux设备驱动编程技术。
技能目标：1. 能够独立搭建嵌入式Linux开发环境。
2. 熟练运用Makefile、交叉编译工具链进行代码编译。
3. 能够编写简单的嵌入式Linux设备驱动程序。
4. 学会分析并解决嵌入式Linux开发过程中的常见问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对嵌入式系统开发的兴趣，提高学习积极性。
2. 培养学生的团队协作意识，增强沟通与表达能力。
3. 培养学生勇于克服困难，面对挑战的精神。
分析课程性质、学生特点和教学要求：本课程为高年级专业课程，要求学生具备一定的C语言基础和计算机硬件知识。
课程性质为理论与实践相结合，注重培养学生的实际动手能力。
针对学生特点，课程目标设定了明确的知识点和技能要求，旨在使学生能够掌握嵌入式Linux开发的基本方法，为后续项目实践和职业发展奠定基础。
课程目标分解为具体学习成果：1. 学生能够阐述嵌入式Linux系统的基本概念、原理和架构。
2. 学生能够自主搭建嵌入式Linux开发环境，并进行简单的程序编译与运行。
3. 学生能够编写简单的嵌入式Linux设备驱动程序，并实现相应的功能。
4. 学生能够针对嵌入式Linux开发过程中遇到的问题，提出合理的解决方案，并进行实际操作。
二、教学内容1. 嵌入式Linux系统概述- 嵌入式系统基本概念- 嵌入式Linux的发展历程- 嵌入式Linux系统的特点与优势2. 嵌入式Linux开发环境搭建- 交叉编译工具链的安装与配置- 嵌入式Linux文件系统制作- 常用开发工具的使用（如Makefile、GDB）3. 嵌入式Linux内核与驱动- 内核配置与编译- 内核移植方法- 常见设备驱动编程（如字符设备、块设备、网络设备）4. 实践项目与案例分析- 简单嵌入式Linux程序编写与运行- 设备驱动程序编写与调试- 分析并解决实际问题（如系统性能优化、故障排查）教学内容安排与进度：1. 嵌入式Linux系统概述（2课时）2. 嵌入式Linux开发环境搭建（4课时）3. 嵌入式Linux内核与驱动（6课时）4. 实践项目与案例分析（8课时）本教学内容基于课程目标，结合教材章节内容，注重理论与实践相结合，旨在培养学生的实际动手能力和解决问题的能力。
嵌入式Linux系统开发教程实验报告
嵌入式实验报告：学号：学院：日期：实验一熟悉嵌入式系统开发环境一、实验目的熟悉Linux 开发环境，学会基于S3C2410 的Linux 开发环境的配置和使用。
使用Linux的armv4l-unknown-linux-gcc 编译，使用基于NFS 方式的下载调试，了解嵌入式开发的基本过程。
二、实验容本次实验使用Redhat Linux 9.0 操作系统环境,安装ARM-Linux 的开发库及编译器。
创建一个新目录，并在其中编写hello.c 和Makefile 文件。
学习在Linux 下的编程和编译过程，以及ARM 开发板的使用和开发环境的设置。
下载已经编译好的文件到目标开发板上运行。
三、实验设备及工具硬件：：UP-TECH S2410/P270 DVP 嵌入式实验平台、PC 机Pentium 500 以上, 硬盘10G 以上。
软件：PC 机操作系统REDHAT LINUX 9.0＋超级终端（或X-shell）＋AMR-LINUX 开发环境。
四、实验步骤1、建立工作目录[rootlocalhost root]# mkdir hello[rootlocalhost root]# cd hello2、编写程序源代码我们可以是用下面的命令来编写hello.c的源代码，进入hello目录使用vi命令来编辑代码：[rootlocalhost hello]# vi hello.c按“i”或者“a”进入编辑模式，将上面的代码录入进去，完成后按Esc 键进入命令状态，再用命令“：wq!”保存并退出。
这样我们便在当前目录下建立了一个名为hello.c的文件。
hello.c源程序：＃include <stdio.h>int main() {char name[20];scanf(“%s”,name);printf(“hello %s”,name);return 0;}3、编写Makefile要使上面的hello.c程序能够运行，我们必须要编写一个Makefile文件，Makefile文件定义了一系列的规则，它指明了哪些文件需要编译，哪些文件需要先编译，哪些文件需要重新编译等等更为复杂的命令。
Linux常用命令
Linux文件与目录介绍 3.1 Linux文件与目录介绍
3.1.5 文件操作权限
SUID和SGID用字母s表示，分别与文件主和同组用 户的“x”位组合，表示文件是否具有SUID或SGID位。组 合时，若该位无“x”权限有“s”权限，则用大写字母“S” 表示；若该位既有“x”权限又有“s”权限，则用小写字母 “s”表示。粘附位用字母t表示，与其他用户权限的“x” 位组合，若该位无“x”权限有“t”权限，则用大写字母 “T”表示；若该位既有“x”权限又有“t”权限，则用小 写字母“t”表示。举例如下： rwsr-Sr-T ///文件主具有读、写和执行权限，同时具 有SUID位；同组用户仅具有读权限，同时具有SGID位； 其他用户仅有读权限，同时具有粘附位。
Linux文件与目录介绍 3.1 Linux文件与目录介绍
3.1.1 Linux中的文件类型
5．命名管道文件 系统中进程之间以命名管道形式通信时所使用的一种文 件。在图形界面下，用水龙头形状的图标表示；在终端命令 ls中，用“p”表示。 6．socket文件 主机之间以socket形式通信时所使用的一种文件。在图 形界面下，用电源插头形状的图标表示；在终端命令ls中， 用“s”表示。
Linux文件与目录介绍 3.1 Linux文件与目录介绍
3.1.5 文件操作权限
三个扩展权限自成一组与基本权限一起构成每组3位共4 组二进制数字来表示文件的授权属性。用数字表示时，扩展 权限组在其他组前面，组内的顺序依次为SUID、SGID和 粘附位。举例如下： 5754 //第一组二进制数为101，表示有SUID位，无 SGID位，有粘附位，第二组二进制数为111，表示文件主 对文件具有rwx权限，第三组二进制数为101，表示同组用 户对文件有r权，无w权，有x权，第三组二进制数为100， 表示其它用户对文件具有r权，无w权，无x权。
第六章-Bootloader
Boot Loader的启动通常是多阶段的，这样能提 供复杂的功能，又具有很好的移植性。如：从Flash启 动的Boot Loader多是两阶段的过程。 多数Boot Loader都包含两种不同的操作模式： 本地加载模式和远程下载模式。这种区别仅对于开发 人员才有意义。从最终用户的角度看，Boot Loader 的作用就是用来加载操作系统，而并不存在所谓的本 地加载模式和远程下载模式的区别。
安工大测控系
述 x86 是 是 是 ARM 否 否 否oot LinuxBIOS
否
否 否
是
是 是
否
否 否
否
否 否
BLOB
U-boot RedBoot
否
是 是
否
是 是
是
是 是
否
是 是
四、Boot Loader的启动过程
由于 Boot Loader 的实现严重依赖于 CPU 的体系结构，因此大多数 Boot Loader 的启动都 分为 stage1 和 stage2两大部分。依赖于 CPU 体系结构的代码，比如设备初始化代码等，通常 都放在 stage1中，而且通常都用汇编语言来实现， 以达到短小精悍的目的。 而 stage2则通常用C语言来实现，这样可以 实现更复杂的功能，而且代码会具有更好的可读 性和可移植性。
安工大测控系
PC机中的引导加载程序由BIOS(其本质就是一段固 件程序)和位于硬盘中的OS Boot Loader（比如，LILO 和GRUB等）一起组成。 BIOS： 在完成硬件检测和资源分配后，将硬盘中的 Boot Loader读到系统的RAM 中，然后将控制权交给 OS Boot Loader。 Boot Loader： 主要运行任务就是将内核映象从硬盘上读到 RAM 中，然后跳转到内核的入口点去运行，也即开始启动 操作系统。
petalinux recipe config 参数
petalinux recipe config 参数Petalinux是一种用于嵌入式系统的开放源代码的嵌入式Linux开发工具包。
它是由Xilinx公司开发的，用于构建、配置和自定义嵌入式Linux系统的工具。
在使用Petalinux进行嵌入式Linux系统开发时，可以通过配置Petalinux recipe文件来实现系统功能的定制化。
本文将详细介绍Petalinux recipe文件的配置参数，并逐步解释其功能和用法。
一、什么是Petalinux recipe文件在Petalinux开发中，使用recipe文件来定义和配置软件和库的构建过程。
一个recipe文件是一个以`.bb`为后缀的文本文件，其中包含了构建一个软件包所需的所有信息和指令。
通过对recipe文件的配置，可以定制嵌入式Linux系统的软件组件，包括操作系统内核、驱动程序、应用程序等。
Petalinux recipe文件的配置参数非常丰富，可以根据需求进行灵活配置。
下面将详细介绍一些常用的配置参数和其用法。
二、常用的Petalinux recipe文件配置参数1. SRC_URI：指定软件包的源代码下载地址SRC_URI参数用于指定软件包的源代码下载地址。
可以是一个网络地址，也可以是本地文件系统的路径。
例如：SRC_URI = "2. S：指定软件包的源代码目录S参数用于指定软件包的源代码目录。
通常，Petalinux会自动将源代码解压到指定的目录中。
例如：S = "{WORKDIR}/myapp"3. DEPENDS：指定软件包的依赖关系DEPENDS参数用于指定软件包的依赖关系。
当构建软件包时，Petalinux 会自动解析依赖关系，并在构建过程中自动编译和安装所需的依赖项。
例如：DEPENDS = "mylib"4. do_configure()：配置软件包的构建过程do_configure()函数用于配置软件包的构建过程。
Boot Loader
Stage1：硬件初始化
• • • 这是 Boot Loader 一开始就执行的操作 目的：为 stage2及kernel的执行准备好基 本硬件环境 通常包括
1. 屏蔽所有的中断
• • 为中断提供服务通常是 OS或设备驱动程序的责任， 在 Boot Loader阶段不必响应任何中断 中断屏蔽可以通过写 CPU 的中断屏蔽寄存器或状态 寄存器来完成
1. 进行硬件检测和资源分配 2. 将MBR中的OS Boot Loader读到系统的 RAM 中 3. 将控制权交给 OS Boot Loader
Boot Loader 的主要运行任务是
1. 将内核映象从硬盘上读到 RAM 中 2. 跳转到内核的入口点去运行，也即启动操作系统。
引导加载程序（cont’d）
2. 允许用户在这两种工作模式之间进行切换
与boot loader两种模式相关的问题
• uClinux包编译好后，可根据需要编译出各 种镜像文件
– 也就是按照板子内存预定位置 生成的二进制映 象，一般是内核和文件系统的复合体
• 常见有
– image.ram（常称为ram版内核）和 – image.rom（常称为rom版内核）
• 在嵌入式系统中
– 通常并没有像 BIOS 那样的固件程序
• 注：有的嵌入式 CPU 也会内嵌一段短小的启动程 序
– 整个系统的加载启动任务完全由 Boot Loader 完成
• 如在一个基于 ARM7TDMI core的嵌入式系统中， 系统在上电或复位时通常都从地址 0x00000000 处 开始执行，而在这个地址处安排的通常就是系统的 Boot Loader 程序。
• 输出打印信息到串口 • 从串口读取用户控制字符等。
嵌入式操作系统原理
嵌入式操作系统原理一、嵌入式操作系统的概念嵌入式操作系统是一种运行在嵌入式系统上的操作系统，其主要功能是管理和控制硬件资源，提供给应用程序一个良好的运行环境。
嵌入式操作系统通常包含任务调度、内存管理、设备驱动、文件系统等功能模块，以提供各种系统服务。
与一般计算机操作系统相比，嵌入式操作系统有着更高的实时性和可靠性需求。
二、嵌入式操作系统的特点1.高度实时性：嵌入式设备通常需要对外部环境做出及时响应，因此嵌入式操作系统需要具备高度实时性，能够准确响应和处理各种事件。
2.可嵌入性：嵌入式操作系统需要能够方便地移植到不同的硬件平台上，因此具备可嵌入性非常重要。
3.低功耗：嵌入式设备通常具有较低的功耗要求，嵌入式操作系统需要通过各种优化手段来降低系统的功耗。
4.小尺寸：嵌入式设备通常具有较小的存储容量，嵌入式操作系统需要具备小尺寸的特点，以节约存储空间。
三、嵌入式操作系统的功能模块1.任务调度：嵌入式操作系统需要具备任务调度的功能，能够合理分配系统资源，保证系统的实时性和可靠性。
常见的任务调度算法有优先级调度、轮询调度和抢占式调度等。
2.内存管理：嵌入式操作系统需要具备内存管理的功能，能够有效地管理系统的内存资源，包括动态内存分配和回收、内存保护和内存映射等。
3.设备驱动：嵌入式操作系统需要具备设备驱动的功能，能够管理和控制各种外部设备，包括传感器、执行器、通信接口等。
4.文件系统：嵌入式操作系统通常会包含文件系统的功能，能够提供对外部存储设备的读写访问，方便应用程序管理数据和配置文件。
5.网络支持：嵌入式操作系统通常需要具备网络支持的功能，能够提供网络通信的能力，包括TCP/IP协议栈、网络接口驱动等。
四、嵌入式操作系统的工作原理1.初始化：系统启动时，嵌入式操作系统会对硬件进行初始化，并设置系统的各种参数和配置，准备好系统运行的环境。
2.任务调度：嵌入式操作系统会根据任务的优先级和调度算法，决定将哪个任务分配给CPU执行，并根据实时性要求进行任务切换和调度。
嵌入式Linux系统下NORFlash的配置和使用
摘 要 关键词
简要比较 Ｎ Ｏ Ｒ 和 Ｎ Ａ Ｎ Ｄ 两种 Ｆ ｌ ａ ｓ ｈ 技术，分析嵌入式 Ｌｉ ｎ ｕ ｘ 系统 Ｍ Ｔ Ｄ 子系统的结构；详细介绍在编 译 Ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ 内核时，如何在 Ｍ Ｔ Ｄ 子系统内对使用的 Ｎ Ｏ Ｒ Ｆ ｌ ａ ｓ ｈ 芯片进行配置和定制。
ＮＯＲ Ｆｌａｓｈ ＭＴＤ ＪＦＦＳ２
学习园地
LEARNING GARDEN
ｓｉｚｅ：
ＷＩＮＤＯＷ＿ＳＩＺＥ－０ｘ００６０００００，
４ 生成 ＪＦＦＳ２ 文件系统
／／ＭＴＤＰＡＲＴ＿ＳＩＺ＿ＦＵＬＬ， ｏｆｆｓｅｔ： ０ｘ００６０００００
［ ］ Ｓｕｐｐｏｒｔ ４－ｃｈｉｐ ｆｌａｓｈ ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅ （ＮＥＷ）
Ｄｅｖｉｃｅｓ （ＭＴＤ） －－－＞” 进入之后设置 Ｍｅｍｏｒｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
［ ］ Ｓｕｐｐｏｒｔ ８－ｃｈｉｐ ｆｌａｓｈ ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅ （ＮＥＷ）
Ｄｅｖｉｃｅ （ＭＴＤ） ｓｕｐｐｏｒｔ。现在可以正式开始配置 Ｎ Ｏ Ｒ
｛ ｎａｍｅ： “Ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ”，
还需要设置下面的选项：
ｓｉｚｅ： ｏｆｆｓｅｔ：
０ｘ０００４００００， ０，
ＲＡＭ／ＲＯＭ／Ｆｌａｓｈ ｃｈｉｐ ｄｒｉｖｅｒｓ －－－＞
ｍａｓｋ＿ｆｌａｇｓ： ＭＴＤ＿ＷＲＩＴＥＡＢＬＥ ／＊ 强制只读 ＊／
［＊］ Ｆｌａｓｈ ｃｈｉｐ ｄｒｉｖｅｒ ａｄｖａｎｃｅｄ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｏｐｔｉｏｎｓ
｝；
其中，ｎ ａ ｍ ｅ 是这个分区的名字，ｓ ｉ ｚ ｅ 是分区大小，
ｏｆｆｓｅｔ 是分区在 Ｆｌａｓｈ 中的偏移地址， 最后一个就
D0~D7
是目标 Ｍ Ｔ Ｄ 原始设备的信息。
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嵌入式Linux常用文件系统
Linux支持很多文件系统，在选择时应根据应用的功能选择文件系统
内核只认识VFS（虚拟文件系统），不同的文件系统实现的都是和VFS的相互调用，进而通过VFS访问内核。
MTD（Memeory Technology Device，存储技术设备）：针对Flash做的底层驱动程序Rootfs （根文件系统）：嵌入式系统中一般从Flash启动，最简单的方法是将rootfsload到RAM 的RAMDisk，稍为复杂的就是直接从Flash读取的Cramfs，更复杂的是在Flash上分区，并构建JFFS2等文件系统。
基于Flash（NOR和NAND）的文件系统：RedHat基于jffs 开发的
特点：可读写、支持数据压缩、支持哈希表的日志型文件系统，提供了崩溃／掉电安全保护，提供“写平衡”支持等。
缺点：不适合在体积和容量比较大的NANDFlash中使用，当文件系统已满或者快满时，因为垃圾收集的关系使它的运行速度大大放慢。
yaffs：专为嵌入式系统使用NAND型闪存而设计的一种日志型文件系统。
特点：
1.减少了一些jffs2的功能，但是速度更快，占用内存更少，能够实现错误检测和坏块处理，能够提高文件系统的加载速度。
采用多策略混合的垃圾回收算法。
2.跨平台文件系统，除了Linux还支持WinCE、pSOS、ThreadX。
3.自带NAND芯片驱动，并为嵌入式系统提供直接访问文件系统的API，用户可不使用Linux中的MTD与VFS，直接对文件系统操作。
也可与MTD驱动程序配合使用。
Cramfs：Linux开发的只读的压缩文件系统，基于MTD驱动程序特点：速度快，效率高，保护文件系统免受破坏，提高了可靠性。
缺点：内容无法扩充。
Romfs：简单的、紧凑的、只读的文件系统，不支持动态擦写保存，安顺序存放数据。
ucLinux 通常采用本文件系统。
基于RAM的文件系统Ramdisk：将一部分固定大小的内存当作分区来使用。
它并非一个。