《第四章 嵌入式LINUX的开发基础.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第四章 嵌入式LINUX的开发基础.ppt（126页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第四章 嵌入式LINUX的开发基础,合肥学院 电子信息与电气工程系 干开峰,目录,4.1 Linux概述 4.2 Linux文件系统 4.3 常用Linux命令 4.4 交叉编译环境搭建 4.5 嵌入式Linux开发流程,一、Linux的特点 Linux诞生于1991年，是由芬兰的大学生Linus Torvalds编写的。严格来说，Linux仅仅是一个操作系统内核。目前Linux内核源代码也由Linus本人维护。,4.1 Linux概述,Linux最初是专门为基于Intel处理器的个人计算机而设计的。Linux的前身指的是由Linus Torvald维护开发的开放源代码的类Unix操作系统的内
2、核。 目前大多数人用它来表示以Linux内核为基础的整个操作系统。从这种意义讲，Linux指的是源码开放，包含内核和系统工具、完整的开发环境和应用的类Unix操作系统。 同时，Linux遵循GNU (GNUs Not Unix)的通用公共许可证GPL (General Public License)，是自由软件家族中的一员。,自由软件最早由美国麻省理工学院MIT的Richard Stallman提出。自1984年起，在MIT的支持下，Richard创建了自由软件基金会FSF(Free Software Foundation)。 FSF的主要项目是GNU，它的目标是建立可自由发布和可移植的类Un
3、ix操作系统。同时，Richard创作了通用公共许可证GPL作为GNU的版权声明。 GPL也叫Copyleft，这与我们平常所说的Copyright截然相反。任何人只要遵循GPL，就可以对Linux内核加以修改并发布给他人使用。,基于Linux内核的操作系统具有如下特点： 开放性 遵循世界标准规范，特别是遵循开放系统互连（OSI）国际标准。凡遵循国际标准所开发的硬件和软件，都能彼此兼容，可方便地实现互连。 多用户 系统资源可以被不同用户各自拥有使用，即每个用户对自己的资源有特定的权限，互不影响。 多任务 多任务是现代计算机的最主要的一个特点。它是指计算机同时执行多个程序，而且各个程序的运行互相
4、独立。Linux系统调度每一个进程平等地访问微处理器。,良好的用户界面 Linux向用户提供了两种界面：用户界面和系统调用。 Linux的传统用户界面是基于文本的命令行界面，即shell，它既可以联机使用，又可存在文件上脱机使用。shell有很强的程序设计能力，用户可方便地用它编制程序，从而为用户扩充系统功能提供了更高级的手段。 可编程Shell是指将多条命令组合在一起，形成一个Shell程序，这个程序可以单独运行，也可以与其他程序同时运行。 系统调用给用户提供编程时使用的界面。用户可以在编程时直接使用系统提供的系统调用命令。系统通过这个界面为用户程序提供低级、高效率的服务。 Linux还为用
5、户提供了图形用户界面。它利用鼠标、菜单、窗口、滚动条等设施，给用户呈现一个直观、易操作、交互性强的友好的图形化界面。,设备独立性 操作系统把所有外部设备统一当作成文件来看待，只要安装它们的驱动程序，任何用户都可以象使用文件一样，操纵、使用这些设备，而不必知道它们的具体存在形式。 Linux是具有设备独立性的操作系统，它的内核具有高度适应能力，随着更多的程序员加入Linux编程，会有更多硬件设备加入到各种Linux内核和发行版本中。另外，由于用户可以免费得到Linux的内核源代码，因此，用户可以修改内核源代码，以便适应新增加的外部设备。,供了丰富的网络功能 完善的内置网络是Linux的一大特点。
6、 Linux在通信和网络功能方面优于其他操作系统。Linux为用户提供了完善的、强大的网络功能。 支持Internet是其网络功能之一。Linux免费提供了大量支持Internet的软件，Internet是在Unix领域中建立并繁荣起来的，在这方面使用Linux是相当方便的，用户能用Linux与世界上的其他人通过Internet网络进行通信。 文件传输是其网络功能之二。用户能通过一些Linux命令完成内部信息或文件的传输。 远程访问是其网络功能之三。Linux不仅允许进行文件和程序的传输，它还为系统管理员和技术人员提供了访问其他系统的窗口。通过这种远程访问的功能，一位技术人员能够有效地为多个系
7、统服务，即使那些系统位于相距很远的地方。,可靠的系统安全 Linux采取了许多安全技术措施，包括对读、写进行权限控制、带保护的子系统、审计跟踪、核心授权等，这为网络多用户环境中的用户提供了必要的安全保障。 良好的可移植性 可移植性是指将操作系统从一个平台转移到另一个平台使它仍然能按其自身的方式运行的能力。 Linux是一种可移植的操作系统，能够在从微型计算机到大型计算机的任何环境中和任何平台上运行。可移植性为运行Linux的不同计算机平台与其他任何机器进行准确而有效的通信提供了手段，不需要另外增加特殊的和昂贵的通信接口。,二、Linux主要组成部分 LINUX的内核：内核是系统的核心，是运行程
8、序和管理像磁盘和打印机等硬件设备的核心程序。 LINUX SHELL: Shell是系统的用户界面，它是一个命令解释器，它解释用户输入的命令，并且把它们送到内核。提供了用户与内核进行交互操作的一种接口。 LINUX文件系统: Linux文件系统是文件存放在磁盘等存储设备上的组织方法。Linux能支持多种目前许多的文件系统，如EXT2、EXT3、FAT、VFAT、ISO9660、NFS、SMB等。 LINUX应用系统：标准的Linux系统都有一整套称为应用程序的程序集，包括文本编辑器、编程语言、X Window、办公套件、Internet工具、数据库等。,Linux内核采用双树结构。一棵树是稳定
9、树，主要用于发行；另一棵树是非稳定树或开发树，用于产品开发、改进。 源代码版本序号的形式为x.yy.zz，其中x为主版本号，代表较大改动；yy为次版本号，表示功能性的改动；zz为末版本号，表示BUG的改动。其中x介于0到9之间，yy和zz则介于0到99之间。 对于稳定树来说，yy是偶数；对于开发树来说，yy是比相应稳定树大1的奇数。例2.4.20-8为稳定内核版本。,Linux内核由进程管理、内存管理、文件系统、网络接口、进程间通信、设备驱动等模块组成。 进程管理 控制进程对CPU的访问，对进程进行调度。 内存管理 支持虚拟内存，允许多个进程共享内存。,文件系统 隐藏硬件细节，为设备提供统一的
10、接口，虚拟文件系统支持数十种文件系统。 网络接口 支持各种网络标准的存取和网络硬件。 进程间通信 支持进程间各种通信机制，如管道、命名管道、信号、消息队列等。 设备驱动 对各种外部设备进行访问和管理。,三、Linux常见的发行版本 Linux仅仅是一个内核，并不是一个完整意义上的操作系统。很多厂商以此为基础，加入了各具特色的软件后才构成了一个完整的Linux发行版本。,Linux各发行厂商,如 RedHat、Debian、 红旗等特色软件,Linux内核,据不完全统计，全世界Linux发行版本不下400个。常见的Linux本版大约十来个，如RedHat、Debian、SuSE等。,RedHat
11、/Fedora Linux 兼容性好，用户群最广，市场占有率最高。适合于初学者。 优点：拥有数量庞大的用户，优秀的社区技术支持，许多创新缺点：免费版（Fedora Core）版本生命周期太短，多媒体支持不佳软件包管理系统：up2date (RPM), YUM (RPM)免费下载：是官方主页：,Mandriva Linux Mandriva原名Mandrake，基于RedHat开发，继承RedHat的大部分优良特性。 优点：友好的操作界面，图形配置工具，庞大的社区技术支持，NTFS分区大小变更。 缺点：部分版本bug较多，最新版本只先发布给Mandrake俱乐部的成员软件包管理系统：urpmi
12、(RPM)免费下载：FTP即时发布下载，ISO在版本发布后数星期内提供官方主页：,Debian GNU/Linux 最具有Linux精神，最严谨、组织发展最整齐的Linux。 优点：遵循GNU规范，100%免费，优秀的网络和社区资源，强大的apt-get缺点：安装相对不易，stable分支的软件极度过时软件包管理系统：APT (DEB)免费下载：是官方主页：http:/www.debian.org/,Ubuntu Linux 基于Debian开发，最完美的Linux操作系统。 优点：人气颇高的论坛提供优秀的资源和技术支持，固定的版本更新周期和技术支持，可从Debian Woody直接升级缺点：
13、还未建立成熟的商业模式软件包管理系统：APT (DEB)免费下载：是官方主页：,SuSE Linux 在德国和欧洲很流行，已经被Novell收购。 优点：专业，易用的YaST软件包管理系统缺点：FTP发布通常要比零售版晚13个月软件包管理系统：YaST (RPM), 第三方APT (RPM) 软件库免费下载：取决于版本官方主页：,Gentoo Linux 全部源代码级安装，不适合于初学者。 优点：高度的可定制性，完整的使用手册，媲美Ports的Portage系统 缺点：编译耗时多，安装缓慢软件包管理系统：Portage (SRC)免费下载：是官方主页：http:/www.gentoo.org/
14、,Slackware Linux 历史最悠久的Linux发行版本。 优点：非常稳定、安全，高度坚持UNIX的规范缺点：所有的配置均通过编辑文件来进行，自动硬件检测能力较差软件包管理系统：Slackware Package Management (TGZ)免费下载：是官方主页：,红旗Linux 比较优秀的中文版Linux。 官方主页：http:/www.redflag-,Linux内核和Linux发行版本分别独立发布，Linux内核版本和Linux发行版本没有直接联系。 常说的Linux版本指的是Linux内核版本，由Linux内核维护组织指定，如Linux 2.4、Linux2.6等。 而发行
15、版的版本代号是由发行厂商定的，如RedHat 8.0、9.0等。,四、Linux在嵌入式中的应用 1、在大型嵌入式应用系统中，为了使嵌入式开发更加方便、快捷，需要具备一种稳定、安全的软件模块集合，用以管理存储器分配、中断处理、任务间通信和定时器响应，以及提供多任务处理等，这就是嵌入式操作系统。 2、利用Linux搭建嵌入式操作系统是近年来最令人振奋的方案之一，Linux本身所具备的源码开放、内核可裁减等种种特性使其成为嵌入式开发的首选。在进入市场的前两年中，嵌入式Linux的设计通过广泛应用而获得了巨大成功。随着嵌入式Linux技术的成熟，定制需要的尺寸更加方便，同时支持更多的平台。,3、嵌入
16、式Linux是按照嵌入式操作系统的要求而设计的一种小型操作系统。由一个内核及一些根据需要进行定制的系统模块组成。其kernel很小，一般只有几百kB左右。即使加上其它必须的模块和应用程序，所需的存储空间也很小。它有多任务、多进程的系统特征，有些还具有实时性 。 4、把Linux用于嵌入式系统，一般都不是原封不动地照搬，而是充分考虑各种具体嵌入式系统的特点，有针对性地对Linux内核加以裁减、修改和补充。,5、嵌入式Linux的主要特点是精简标准Linux的内核，适应于多种CPU和多种硬件平台，性能稳定，裁剪性很好，开发和使用都很容易，并且可以使用Unix或Linux上的应用程序。 (1)、支持多种体系结构； 目前Linux能够支持x86, ARM, IPS,APARC等多种CPU的体系机构，已被移植到数十种硬件平台上。 (2)、多任务，内核稳定，可定制，源代码开放； (3)、强大的网络支持功能； 支持TCP/IP协议，及其上的高层协议，如ftp, Telnet, http等。同时支持Socket网络编程。,(4)支持多文件系统； linux支持
