4 种用于构建嵌入式 Linux 系统的工具

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4 种用于构建嵌入式 Linux 系统的工具

关于嵌入试LINUX系统的资料谁有，谢谢！

嵌入式操作系统有哪些

嵌入式Linux是由哪几个部分组成

一、4 种用于构建嵌入式 Linux 系统的工具

编译自： https://opensource.com/article/18/6/embedded-linux-build-tools

作者： Drew Moseley

译者： lihaoran

了解 Yocto、Buildroot、 OpenWRT，和改造过的桌面发行版以确定哪种方式最适合你的项目。

Linux 被部署到比 Linus Torvalds 在他的宿舍里开发时所预期的更广泛的设备。令人震惊的支持了各种芯片，使得Linux 可以应用于大大小小的设备上：从 IBM 的巨型机 到不如其连接的端口大的 微型设备 ，以及各种大小的设备。它被用于大型企业数据中心、互联网基础设施设备和个人的开发系统。它还为消费类电子产品、移动电话和许多物联网设备提供了动力。

在为桌面和企业级设备构建 Linux 软件时，开发者通常在他们的构建机器上使用桌面发行版，如 Ubuntu 以便尽可能与被部署的机器相似。如 VirtualBox 和 Docker 这样的工具使得开发、测试和生产环境更好的保持了一致。

什么是嵌入式系统？

维基百科将 嵌入式系统 定义为：“在更大的机械或电气系统中具有专用功能的计算机系统，往往伴随着实时计算限制。”

我觉得可以很简单地说，嵌入式系统是大多数人不认为是计算机的计算机。它的主要作用是作为某种设备，而不被视为通用计算平台。

嵌入式系统编程的开发环境通常与测试和生产环境大不相同。它们可能会使用不同的芯片架构、软件堆栈甚至操作系统。开发工作流程对于嵌入式开发人员与桌面和 Web 开发人员来说是非常不同的。通常，其构建后的输出将包含目标设备的整个软件映像，包括内核、设备驱动程序、库和应用程序软件（有时也包括引导加载程序）。

在本文中，我将对构建嵌入式 Linux 系统的四种常用方式进行纵览。我将介绍一下每种产品的工作原理，并提供足够的信息来帮助读者确定使用哪种工具进行设计。我不会教你如何使用它们中的任何一个；一旦缩小了选择范围，就有大量深入的在线学习资源。没有任何选择适用于所有情况，我希望提供足够的细节来指导您的决定。

Yocto

Yocto 项目 定义 为“一个开源协作项目，提供模板、工具和方法，帮助您为嵌入式产品创建定制的基于 Linux 的系统，而不管硬件架构如何。”它是用于创建定制的 Linux 运行时映像的配方、配置值和依赖关系的集合，可根据您的特定需求进行定制。

完全公开：我在嵌入式 Linux 中的大部分工作都集中在 Yocto 项目上，而且我对这个系统的认识和偏见可能很明显。

Yocto 使用 Openembedded 作为其构建系统。从技术上讲，这两个是独立的项目；然而，在实践中，用户不需要了解区别，项目名称经常可以互换使用。

Yocto 项目的输出大致由三部分组成：

目标运行时二进制文件：这些包括引导加载程序、内核、内核模块、根文件系统映像。以及将 Linux 部署到目标平台所需的任何其他辅助文件。 包流：这是可以安装在目标上的软件包集合。您可以根据需要选择软件包格式（例如，deb、rpm、ipk）。其中一些可能预先安装在目标运行时二进制文件中，但可以构建用于安装到已部署系统的软件包。目标 SDK：这些是安装在目标平台上的软件的库和头文件的集合。应用程序开发人员在构建代码时使用它们，以确保它们与适当的库链接优点

Yocto 项目在行业中得到广泛应用，并得到许多有影响力的公司的支持。此外，它还拥有一个庞大且充满活力的开发人员 社区 和 生态系统 。开源爱好者和企业赞助商的结合的方式有助于推动 Yocto 项目。

获得 Yocto 的支持有很多选择。如果您想自己动手，有书籍和其他培训材料。如果您想获得专业知识，有许多有 Yocto 经验的工程师。而且许多商业组织可以为您的设计提供基于 Yocto 的 Turnkey 产品或基于服务的实施和定制。

Yocto 项目很容易通过 层 进行扩展，层可以独立发布以添加额外的功能，或针对项目发布时尚不可用的平台，或用于保存系统特有定制功能。层可以添加到你的配置中，以添加未特别包含在市面上版本中的独特功能；例如，“ meta-browser ” 层包含 Web 浏览器的清单，可以轻松为您的系统进行构建。因为它们是独立维护的，所以层可以按不同的时间发布（根据层的开发速度），而不是跟着标准的 Yocto 版本发布。

Yocto 可以说是本文讨论的任何方式中最广泛的设备支持。由于许多半导体和电路板制造商的支持，Yocto 很可能能够支持您选择的任何目标平台。主版本 Yocto 分支 仅支持少数几块主板（以便达成合理的测试和发布周期），但是，标准工作模式是使用外部主板支持层。

最后，Yocto 非常灵活和可定制。您的特定应用程序的自定义可以存储在一个层进行封装和隔离，通常将要素层特有的自定义项存储为层本身的一部分，这可以将相同的设置同时应用于多个系统配置。Yocto 还提供了一个定义良好的层优先和覆盖功能。这使您可以定义层应用和搜索元数据的顺序。它还使您可以覆盖具有更高优先级的层的设置；例如，现有清单的许多自定义功能都将保留。

缺点

Yocto 项目最大的缺点是学习曲线陡峭。学习该系统并真正理解系统需要花费大量的时间和精力。 根据您的需求，这可能对您的应用程序不重要的技术和能力投入太大。 在这种情况下，与一家商业供应商合作可能是一个不错的选择。

Yocto 项目的开发时间和资源相当高。 需要构建的包（包括工具链，内核和所有目标运行时组件）的数量相当不少。 Yocto 开发人员的开发工作站往往是大型系统。 不建议使用小型笔记本电脑。 这可以通过使用许多提供商提供的基于云的构建服务器来缓解。 另外，Yocto 有一个内置的缓存机制，当它确定用于构建特定包的参数没有改变时，它允许它重新使用先前构建的组件。

建议

为您的下一个嵌入式 Linux 设计使用 Yocto 项目是一个强有力的选择。 在这里介绍的选项中，无论您的目标用例如何，它都是最广泛适用的。 广泛的行业支持，积极的社区和广泛的平台支持使其成为必须设计师的不错选择。

Buildroot

Buildroot 项目定义为“通过交叉编译生成嵌入式 Linux 系统的简单、高效且易于使用的工具。”它与 Yocto 项目具有许多相同的目标，但它注重简单性和简约性。一般来说，Buildroot 会禁用所有软件包的所有可选编译时设置（有一些值得注意的例外），从而生成尽可能小的系统。系统设计人员需要启用适用于给定设备的设置。

Buildroot 从源代码构建所有组件，但不支持按目标包管理。因此，它有时称为固件生成器，因为镜像在构建时大部分是固定的。应用程序可以更新目标文件系统，但是没有机制将新软件包安装到正在运行的系统中。

Buildroot 输出主要由三部分组成：

将 Linux 部署到目标平台所需的根文件系统映像和任何其他辅助文件适用于目标硬件的内核，引导加载程序和内核模块用于构建所有目标二进制文件的工具链。优点

Buildroot 对简单性的关注意味着，一般来说，它比 Yocto 更容易学习。核心构建系统用 Make 编写，并且足够短以便开发人员了解整个系统，同时可扩展到足以满足嵌入式 Linux 开发人员的需求。 Buildroot 核心通常只处理常见用例，但它可以通过脚本进行扩展。

Buildroot 系统使用普通的 Makefile 和 Kconfig 语言来进行配置。 Kconfig 由 Linux 内核社区开发，广泛用于开源项目，使得许多开发人员都熟悉它。

由于禁用所有可选的构建时设置的设计目标，Buildroot 通常会使用开箱即用的配置生成尽可能最小的镜像。一般来说，构建时间和构建主机资源的规模将比 Yocto 项目的规模更小。

缺点

关注简单性和最小化启用的构建方式意味着您可能需要执行大量的自定义来为应用程序配置 Buildroot 构建。此外，所有配置选项都存储在单个文件中，这意味着如果您有多个硬件平台，则需要为每个平台进行每个定制更改。

对系统配置文件的任何更改都需要全部重新构建所有软件包。与 Yocto 相比，这个问题通过最小的镜像大小和构建时间得到了一定的解决，但在你调整配置时可能会导致构建时间过长。

中间软件包状态缓存默认情况下未启用，并且不像 Yocto 实施那么彻底。这意味着，虽然第一次构建可能比等效的 Yocto 构建短，但后续构建可能需要重建许多组件。

建议

对于大多数应用程序，使用 Buildroot 进行下一个嵌入式 Linux 设计是一个不错的选择。如果您的设计需要多种硬件类型或其他差异，但由于同步多个配置的复杂性，您可能需要重新考虑，但对于由单一设置组成的系统，Buildroot 可能适合您。

OpenWRT/LEDE

OpenWRT 项目开始为消费类路由器开发定制固件。您当地零售商提供的许多低成本路由器都可以运行 Linux 系统，但可能无法开箱即用。这些路由器的制造商可能无法提供频繁的更新来解决新的威胁，即使他们这样做，安装更新镜像的机制也很困难且容易出错。 OpenWRT 项目为许多已被其制造商放弃的设备生成更新的固件镜像，让这些设备焕发新生。

OpenWRT 项目的主要交付物是可用于大量商业设备的二进制镜像。它有网络可访问的软件包存储库，允许设备最终用户将新软件添加到他们的系统中。 OpenWRT 构建系统是一个通用构建系统，它允许开发人员创建自定义版本以满足他们自己的需求并添加新软件包，但其主要重点是目标二进制文件。

优点

如果您正在为商业设备寻找替代固件，则 OpenWRT 应位于您的选项列表中。它的维护良好，可以保护您免受制造商固件无法解决的问题。您也可以添加额外的功能，使您的设备更有用。

如果您的嵌入式设计专注于网络，则 OpenWRT 是一个不错的选择。网络应用程序是 OpenWRT 的主要用例，您可能会发现许多可用的软件包。

缺点

OpenWRT 对您的设计限制很多（与 Yocto 和 Buildroot 相比）。如果这些决定不符合您的设计目标，则可能需要进行大量的修改。

在部署的设备中允许基于软件包的更新是很难管理的。按照其定义，这会导致与您的 QA 团队测试的软件负载不同。此外，很难保证大多数软件包管理器的原子安装，以及错误的电源循环可能会使您的设备处于不可预知的状态。

建议

OpenWRT 是爱好者项目或商用硬件再利用的不错选择。它也是网络应用程序的不错选择。如果您需要从默认设置进行大量定制，您可能更喜欢 Buildroot 或 Yocto。

桌面发行版

设计嵌入式 Linux 系统的一种常见方法是从桌面发行版开始，例如 Debian 或 Red Hat ，并删除不需要的组件，直到安装的镜像符合目标设备的占用空间。这是 Raspberry Pi 平台流行的 Raspbian 发行版的方法。

优点

这种方法的主要优点是熟悉。通常，嵌入式 Linux 开发人员也是桌面 Linux 用户，并且精通他们的选择发行版。在目标上使用类似的环境可能会让开发人员更快地入门。根据所选的分布，可以使用 apt 和 yum 等标准封装工具安装许多其他工具。

可以将显示器和键盘连接到目标设备，并直接在那里进行所有的开发。对于不熟悉嵌入式空间的开发人员来说，这可能是一个更为熟悉的环境，无需配置和使用棘手的跨开发平台设置。

大多数桌面发行版可用的软件包数量通常大于前面讨论的嵌入式特定的构建器可用软件包数量。由于较大的用户群和更广泛的用例，您可能能够找到您的应用程序所需的所有运行时包，这些包已经构建并可供使用。

缺点

将目标平台作为您的主要开发环境可能会很慢。运行编译器工具是一项资源密集型操作，根据您构建的代码的多少，这可能会严重妨碍您的性能。

除了一些例外情况，桌面发行版的设计并不适合低资源系统，并且可能难以充分裁剪目标映像。同样，桌面环境中的预设工作流程对于大多数嵌入式设计来说都不理想。以这种方式获得可再现的环境很困难。手动添加和删除软件包很容易出错。这可以使用特定于发行版的工具进行脚本化，例如基于 Debian 系统的 debootstrap 。为了进一步提高 可再现性 ，您可以使用配置管理工具，如 CFEngine （我的雇主 Mender.io 完整披露了 这一工具）。但是，您仍然受发行版提供商的支配，他们将更新软件包以满足他们的需求，而不是您的需求。

建议

对于您打算推向市场的产品，请谨慎使用此方法。这对于爱好者应用程序来说是一个很好的模型；但是，对于需要支持的产品，这种方法很可能会遇到麻烦。虽然您可能能够获得更快的起步，但从长远来看，您可能会花费您的时间和精力。

其他考虑

这个讨论集中在构建系统的功能上，但通常有非功能性需求可能会影响您的决定。如果您已经选择了片上系统（SoC）或电路板，则您的选择很可能由供应商决定。如果您的供应商为特定系统提供板级支持包（BSP），使用它通常会节省相当多的时间，但请研究 BSP 的质量以避免在开发周期后期发生问题。

如果您的预算允许，您可能需要考虑为目标操作系统使用商业供应商。有些公司会为这里讨论的许多选项提供经过验证和支持的配置，除非您拥有嵌入式 Linux 构建系统方面的专业知识，否则这是一个不错的选择，可以让您专注于核心能力。

作为替代，您可以考虑为您的开发人员进行商业培训。这可能比商业操作系统供应商便宜，并且可以让你更加自给自足。这是快速找到您选择的构建系统基础知识的学习曲线。

最后，您可能已经有一些开发人员拥有一个或多个系统的经验。如果你的工程师有倾向性，当你做出决定时，肯定值得考虑。

总结

构建嵌入式 Linux 系统有多种选择，每种都有优点和缺点。将这部分设计放在优先位置至关重要，因为在以后的过程中切换系统的成本非常高。除了这些选择之外，还有新的系统在开发中。希望这次讨论能够为评估新的系统（以及这里提到的系统）提供一些背景，并帮助您为下一个项目做出坚实的决定。

via: https://opensource.com/article/18/6/embedded-linux-build-tools

作者： Drew Moseley 选题： lujun9972 译者： LHRChina 校对： wxy

本文由 LCTT 原创编译， Linux中国 荣誉推出

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一、关于嵌入试LINUX系统的资料谁有，谢谢！

我帮你查找了两个资料,你看看对你是否可以有点帮助;
嵌入式Linux系统的设计与应用
摘要：随着嵌入式Linux系统的迅速发展，嵌入式Linux已发展成为嵌入式操作系统的一个重要分支。本文介绍了嵌入式Linux的设计和几种流行的嵌入式Linux系统。

关键词：嵌入式Linux

一、引言

嵌入式系统(Embedded Systems)是根据应用的要求，将操作系统和功能软件集成于计算机硬件系统之中，从而实现软件与硬件一体化的计算机系统。嵌入式系统出现于60年代晚期，它最初被用于控制机电电话交换机，如今已被广泛的应用于工业制造、过程控制、通讯、仪器、仪表、汽车、船舶、航空、航天、军事装备、消费类产品等众多领域。嵌入式系统在数量上远远超过了各种通用计算机系统：计算机系统核心CPU，每年在全球范围内的产量大概在二十亿颗左右，其中超过80％应用于各类专用性很强的嵌入式系统。

一般的说，凡是带有微处理器的专用软硬件系统都可以称为嵌入式系统。和通用的计算平台相比，嵌入式系统往往具有功能单一、体积小、功耗低、可靠性高、剪裁性好、软硬件集成度高、计算能力相对较低等特点。多年来，嵌入式设备中没有操作系统，其主要原因有二：首先，诸如洗衣机、微波炉、电冰箱这样的设备仅仅需要一道简单的控制程序，以管理数量有限的按钮和指示灯，没有使用操作系统的必要；其次，它往往只具有有限的硬件资源，不足以支持一个操作系统。

然而，随着硬件的发展，嵌入式系统变得越来越复杂，最初的控制程序中逐步的加入了许多功能，而这些功能中有很多可以由操作系统提供。于是，在70年代末期出现了嵌入式操作系统(Embedded Operating Systems)，它的出现大大简化了应用程序设计，并可以有效的保障软件质量和缩短开发周期。简单的ES一般并不使用操作系统，只包含一些控制流程，但是随着嵌入式操作系统在复杂性上的增长，简单的流程控制就不能满足系统的要求，这是就必须考虑使用操作系统做系统软件。因此，嵌入式操作系统就应运而生。

随着EOS的广泛应用，业界已推出一些应用比较成功的EOS产品。归纳起来EOS应该具有以下几个特点：小巧、实时性、可装卸、固化代码、弱交互性、强稳定性和统一的接口。目前使用最多的EOS产品包括有：Vxwork、QNX、PalmOS、WindowsCE、pSOS、Hopen OS(国内凯思集团公司自主研制开发)等。其中，Vxwork使用最为广泛、市场占有率最高，其突出特点是实时性强(采用优先级抢占和轮转调度等机制)，除此之外，其可靠性和可剪裁性也相当不错。QNX是一种伸缩性极佳的系统，其核心加上实时POSIX环境和一个完整的窗口系统还不到一兆。相比之下，Microsoft WinCE的核心体积庞大，实时性能也差强人意，但由于Windows系列友好的用户界面和为程序员所熟悉的API，并捆绑IE、Office等应用程序，正逐渐获得更大的市场份额。而与这些商业化的操作系统相比，Linux已经越来越受到人们的注意。

二、嵌入式Linux概述

Linux是一个成熟而稳定的网络操作系统。将Linux植入嵌入式设备具有众多的优点。首先，Linux的源代码是开放的，任何人都可以获取并修改，用之开发自己的产品。其次，Lirmx是可以定制的，其系统内核最小只有约134kB。一个带有中文系统和图形用户界面的核心程序也可以做到不足1MB，并且同样稳定。另外，它和多数Unix系统兼容，应用程序的开发和移植相当容易。同时，由于具有良好的可移植性，人们已成功使Linux运行于数百种硬件平台之上。

然而，Linux并非专门为实时性应用而设计，因此如果想在对实时性要求较高的嵌入式系统中运行Linux，就必须为之添加实时软件模块。这些模块运行的内核空间正是操作系统实现进程调度、中断处理和程序执行的部分，因此错误的代码可能会破坏操作系统，进而影响整个系统的可靠性和稳定性。Linux的众多优点还是使它在嵌入式领域获得了广泛的应用，并出现了数量可观的嵌入式Linux系统。其中有代表性的包括：uClinux、ETLinux、ThinLinux、LOAF等。ETLinux通常用于在小型工业计算机，尤其是PC／104模块。ThinLinux面向专用的照相机服务器、X-10控制器、MP3播放器和其它类似的嵌入式应用。LOAF是Linux On A Floppy的缩略语，它运行在386平台上。

三、Linux作为嵌入式操作系统的优势

Linux作为嵌入式操作系统的优势主要有以下几点：

1、 可应用于多种硬件平台。Linux已经被移植到多种硬件平台，这对于经费，时间受限制的研究与开发项目是很有吸引力的。原型可以在标准平台上开发后移植到具体的硬件上，加快了软件与硬件的开发过程。Linux采用一个统一的框架对硬件进行管理，从一个硬件平台到另一个硬件平台的改动与上层应用无关。Linux可以随意地配置，不需要任何的许可证或商家的合作关系，源代码可以免费得到。这使得采用Linux作为操作系统不会遇到任何关于版权的纠纷。毫无疑问，这会节省大量的开发费用。本身内置网络支持，而目前嵌入式系统对网络支持要求越来越高。Linux的高度模块化使添加部件非常容易。

2、 Linux是一个和Unix相似、以内核为基础的、具有完全的内存访问控制，支持大量硬件(包括X86，Alpha、ARM和Motorola等现有的大部分芯片)等特性的一种通用操作系统。其程序源码全部公开，任何人可以修改并在GUN通用公共许可证(GNU General Public License)下发行。这样，开发人员可以对操作系统进行定制，适应其特殊需要。

3、 Linux带有Unix用户熟悉的完善的开发工具，几乎所有的Unix系统的应用软件都已移植到了Linux上。Linux还提供了强大的网络功能，有多种可选择窗口管理器(X Windows)。其强大的语言编译器GCC，C++等也可以很容易得到，不但成熟完善，而且使用方便。

四、嵌入式Linux的建立

完整的嵌入式Linux解决方案应包括嵌入式Linux操作系统内核、运行环境、图形化界面和应用软件等。由于嵌入式设备的特殊要求，嵌入式Linux解决方案中的内核、环境、GUI等都与标准Linux有很大不同，其主要挑战是如何在狭小的FLASH、ROM和内存中实现高质量的任务实时调度、图形化显示、网络通信等功能。

1、 精简内核

Linux内核有自己的结构体系，其中进程管理、内存管理和文件系统是其最基本的3个子系统。图1简单表示了它的框架。用户进程可直接通过系统调用或者函数库来访问内核资源。正因为Linux内核具有这样的结构，因此修改内核时必须注意各个子系统之间的协调。

嵌入式Linux内核一般由标准Linux内核裁剪而来。用户可根据需求配置系统，剔除不需的服务功能、文件系统和设备驱动。经过裁剪、压缩后的系统内核一般只有300k左右，十分适合嵌入式设备。同标准Linux不同的是嵌入式Linux必须要实现从FLASH或ROM的启动。标准Linux启动代码实现了系统初始化和从软盘、硬盘O盘区引导内核。嵌入式Linux一般保存在FLASH或ROM中，标准LILO无法引导。在支持直接从FLASH设备引导的系统中，如华恒公司的uClinux，引导程序主要完成对硬件系统的初始化工作和操作系统的解压、移位工作。在不支持直接从FLASH引导的系统中，FLASH设备只能作为非引导磁盘使用。此时，可采用先从硬盘或软盘加载一个小操作系统，如嵌入式DOS，然后再执行"Loadlin"加载程序从FLASH引导嵌入式Linux。

对标准Linux的修改主要是虚拟内存和调度程序部分的改动。因为标准Linux系统使用虚拟内存管理的目的是为了能同时运行多个进程，但是这样每个待运行的进程所能分配的CPU时间片就受限制，资源的使用效率就低。这样对于实时性要求较高的嵌入式系统来说，实时任务往往要求CPU具有很高的突发处理能力，即在有些时候需要极高的处理效率，因此需要屏蔽内核的虚拟内存管理机制。对于无硬盘设备的嵌入式系统，不必采用虚存管理。强实时需求的嵌入式应用可以通过修改任务调度模块实现，主要是在内核和设备驱动程序中加入了许多切换点。在该点处，系统检测是否存在未处理的紧急中断，有则剥夺内核的运行，及时处理中断。实现实时性服务的一个较好的方法是在标准的Linux内核上增加一个实时内核，标准Linux内核作为一个任务运行于实时内核上，强实时性任务也直接运行在实时内核上，如RT-Linux等。

文件系统是嵌入式Linux操作系统必不可少的。但标准Linux支持大量的文件系统，因此除了满足系统的正常运行需要而保留一种外，其它的全部可以删除，利用原有的设置选项可以移除。一般嵌入式设备文件系统主要使用RamDisk技术和网络文件系统技术。RamDisk可驻留于Flash，运行时加载到内存中。

2、 精简运行环境

Linux通常的运行环境指用户运行任何应用的基础设施，主要包括函数库和基本命令集等。标准Linux系统同时向用户提供了静态和动态函数库。静态函数库在生成应用时直接链接到用户应用中。动态库在应用运行时才链接。由于嵌入式系统应用一般都是在开发平台上预先生成的，因此嵌入式系统只需向应用提供动态函数库。Linux应用运行所需的函数库主要有C库、数学库、线程库、加密库、网络通信库等。其中最基本的是C语言的运行库glib。这个库主要完成基本的输入输出，内存访问，文件处理。一个标准的glib库大约要1200kB存储空间，考虑到嵌入式Linux内核往往很小，这种运行库实在太大，我们做了一些精简的工作，方法有两种：(1)、使用静态连接的方法，完全不使用运行库动态连接；(2)、对这个库的函数进行精简。

在一个桌面系统上，使用动态连接可以带来许多好处。使用动态连接库，可以让应用程序跟函数库的更新、升级分离，便于维护，可以让同时运行的多个程序共享一段代码。但是，在嵌入式系统中，很少有多个程序并行的可能，程序的维护，尤其是库函数的维护更新是不常见的。这时，使用静态连接的优势就极为明显。因为静态连接可以只将库中用到的部分连接进程序。在应用程序较少(小于5)的情况下，静态连接可以达到较好的结果。为了便于将来扩充的需要，我们也采用第二种方法，针对我们的需要，对库函数的内容进行精简，只保留一些基本功能，还有一种方法是采用其它的C语言运行库。但是这些库对兼容性影响很大。

基本命令集同样是运行用户应用的基础，主要包括初始化进程init，终端获取getty、Shell和基本命令等。嵌入式系统的启动过程可能与标准Linux不同，例如跳过登录过程直接启动GUI等。这就要求修改init，getty等。标准Linux命令集同样由于体积问题无法直接应用于嵌入式环境。目前，小命令集的解决方法主要有集成方法和汇编方法两种。集成方法采用集成公共部分减少命令集整体体积，用C实现，有较好的平台移植性；汇编方法则采用汇编编程减少每个命令的体积．这样可使体积很小但其平台移植性较差。

3、 嵌入式Linux下的GUI

GUI在嵌入式系统或者实时系统中的地位越来越重要，比如PDA、DVD播放机、WAP手机等，都需要一个完整．漂亮的图形用户界面。这些系统对GUI的基本要求包括：(1)、轻型、占用资源少；(2)、高性能；(3)、高可靠性；(4)、可配置。这些也成为评价嵌入式系统的重要指标。目前，嵌入式Linux上的GUI主要有winCE、Micro Window、紧缩的X Window、MiniGUI(国内做得较好的自由软件之一)。标准Linux的Xfree86由于体积庞大，运行环境要求高，无法运行于嵌入式环境。嵌入式GUI主要通过削减功能，降低性能来实现体积小和占用资源少。目前嵌入式Linux上的GUI环境主要有两类：X类和win32类。X类GUI分为服务方和客户方两方。服务器方提供鼠标、键盘处理和显示功能，客户方是用户应用，服务方和客户方通过socket接口和X协议通信。采用该方式十分有利于远程网络图形化服务，客户方和服务方可通过网络实现X协议和图形显示。典型的X类GUI有Micro Window、紧缩的X Window等。win32类的GUI不存在客户方和服务方，每个任务都自成一体，任何任务间的切换、事件分发由专门的管理任务负责。如wiCE、MiniGUI就是类似于win32类的GUI。

五、当前流行的几种嵌入式Linux系统

除了智能数字终端领域以外，Linux在移动计算平台、智能工业控制、金融业终端系统，甚至军事领域都有着广泛的应用前景。这些Linux被统称为"嵌入式Linux"。

1、RT-Linux

这是由美国墨西哥理工学院开发的嵌入式Linux操作系统。到目前为止，RT-Linux已经成功地应用于航天飞机的空间数据采集、科学仪器测控和电影特技图像处理等广泛领域。RT-Linux开发者并没有针对实时操作系统的特性而重写Linux的内核，因为这样做的工作量非常大，而且要保证兼容性也非常困难。为此，RT-Linux提出了精巧的内核，并把标准的Linux核心作为实时核心的一个进程，同用户的实时进程一起调度。这样对Linux内核的改动非常小，并且充分利用了Linux下现有的丰富的软件资源。

2、uClinux

uCLinux是Lineo公司的主打产品，同时也是开放源码的嵌入式Linux的典范之作。uCLinux主要是针对目标处理器没有存储管理单元MMU(Memory Management Unit) 的嵌入式系统而设计的。它已经被成功地移植到了很多平台上。由于没有MMU，其多任务的实现需要一定技巧。uCLinux是一种优秀的嵌入式Linux版本，是micro-Conrol-Linux的缩写。它秉承了标准Linux的优良特性，经过各方面的小型化改造，形成了一个高度优化的、代码紧凑的嵌入式Linux。虽然它的体积很小，却仍然保留了Linux的大多数的优点：稳定、良好的移植性、优秀的网络功能、对各种文件系统完备的支持和标准丰富的API。它专为嵌入式系统做了许多小型化的工作，目前已支持多款CPU。其编译后目标文件可控制在几百KB数量级，并已经被成功地移植到很多平台上。

3、Embedix

Embedix是由嵌入式Linux行业主要厂商之一Luneo推出的，是根据嵌入式应用系统的特点重新设计的Linux发行版本。Embedix提供了超过25种的Linux系统服务，包括Web服务器等。系统需要最小8MB内存，3MB ROM或快速闪存。Embedix基于Linux 2.2内核，并已经成功地移植到了Intel x86和PowerPC处理器系列上。像其它的Linux版本一样，Embedix可以免费获得。Luneo还发布了另一个重要的软件产品，它可以让在Windows CE上运行的程序能够在Embedix上运行。Luneo还将计划推出Embedix的开发调试工具包、基于图形界面的浏览器等。可以说，Embedix是一种完整的嵌入式Linux解决方案。

4、Xlinux

XLinux是由美国网虎公司推出，主要开发者是陈盈豪。他在加盟网虎几个月后便开发出了基于XLinux的、号称是世界上最小的嵌入式Linux系统，内核只有143KB，而且还在不断减小。XLinux核心采用了"超字元集"专利技术，让Linux核心不仅可能与标准字符集相容，还含盖了1 2个国家和地区的字符集。因此，XLinux在推广Linux的国际应用方面有独特的优势。

5、PoketLinux

由Agenda公司采用、作为其新产品"VR3PDA"的嵌入式Linux操作系统。它可以提供跨操作系统构造统一的、标准化的和开放的信息通信基础结构，在此结构上实现端到端方案的完整平台。PoketLinux资源框架开放，使普通的软件结构可以为所有用户提供一致的服务。PoketLinux平台使用户的视线从设备、平台和网络上移开，由此引发了信息技术新时代的产生。在PoketLinux中，称之为用户化信息交换(CIE)，也就是提供和访问为每个用户需求而定制的"主题"信息的能力，而不管正在使用的设备是什么。

6、MidoriLinux

由Transmeta公司推出的MidoriLinux操作系统代码开放，在GUN普通公共许可(GPL)下发布，可以在http：//midori.transmeta.com上立即获得。该公司有个名为"MidoriLinux计划"。"MidoriLinux"这个名字来源于日本的"绿色"---Midori，用来反映其Linux操作系统的环保外观。

7、红旗嵌入式Linux

由北京中科院红旗软件公司推出的嵌入式Linux是国内做得较好的一款嵌入式操作系统。目前，中科院计算所自行开发的开放源码的嵌入式操作系统---Easy Embedded OS(EEOS)也已经开始进入实用阶段了。该款嵌入式操作系统重点支持p-Java。系统目标一方面是小型化，另一方面能重用Linux的驱动和其它模块。由于有中科院计算所的强大科研力量做后盾，EEOS有望发展成为功能完善、稳定、可靠的国产嵌入式操作系统平台。

六、结束语

由于Linux是一个内核源代码开放、具备一整套工具链、有强大的网络支持及成本低廉的操作系统，因此嵌入式Linux自诞生起就秉承了这众多独特优势，这使它正在并越来越多地受到人们的关注。据Even Data数据显示，期望使用嵌入式Linux的用户从2001年的11％增到2002年27％，而同期Vxwork只是从16％到18％，Win CE从9％到14％。另外，在嵌入式Linux的各种应用市场中，通信(语音和数据)名列第一，2000年的销售额是1300万美元，而2005年预计将达到1.26亿美元，可以预见，嵌入式Linux将在未来的通信用嵌入式操作系统中占据强有力的地位

Linux是目前十分火爆的操作系统。它是由芬兰赫尔辛基大学的一个大学生Linus B. Torvolds在1991年首次编写的。标志性图标是一个可爱的小企鹅。

Linux是一种类Unix系统，Linus当时编写它的目的是为了替代一种名叫Minix的操作系统。Minix是由一个名叫Andrew Tannebaum的计算机教授编写的，当时由于Unix是一个商业软件，其源代码是不能拿来进行教学的，Andrew教授就自己编写了一个系统用于教学。最
初的Minix用一张软盘就能装下，麻雀虽小、五脏俱全，Minix具有一般操作系统的特征，它同时兼容Unix系统。

Linux是一个免费的操作系统，用户可以免费获得其源代码，并能够随意修改。它是在共用许可证GPL(General Public License)保护下的自由软件，也有好几种版本，如Red Hat Linux、Slackware，以及国内的Xteam Linux等。

Linux具有许多Unix系统的功能和特点，能够兼容Unix，但无需支付Unix高额的费用。比如一个Unix程序员在单位可以在Unix系统上进行工作，回到家里在Linux系统上也能完成同样的工作，而不必重新购买Unix。要知道Unix的价格比常见的Windows要高出若干倍，和Linux的低廉更是相距甚远。

Linux的应用也十分广泛。Sony最新的PS2游戏机就采用了Linux作为系统软件，使PS2摇身一变，成为了一台Linux工作站。著名的电影《泰坦尼克号》的数字技术合成工作就是利用100多台Linux服务器来完成的。

2001年8月17日，Linux发布了最新的Linux 2.4.9版，它也已经十岁了。

Linux的优点

Linux的流行是因为它具有许多诱人之处。

1、完全免费

Linux是一款免费的操作系统，用户可以通过网络或其他途径免费获得，并可以任意修改其源代码。这是其他的操作系统所做不到的。正是由于这一点，来自全世界的无数程序员参与了Linux的修改、编写工作，程序员可以根据自己的兴趣和灵感对其进行改变。这让Linux吸收了无数程序员的精华，不断壮大。

2、完全兼容POSIX 1.0标准

这使得可以在Linux下通过相应的模拟器运行常见的DOS、Windows的程序。这为用户从Windows转到Linux奠定了基础。许多用户在考虑使用Linux时，就想到以前在Windows下常见的程序是否能正常运行，这一点就消除了他们的疑虑。

3、多用户、多任务

Linux支持多用户，各个用户对于自己的文件设备有自己特殊的权利，保证了各用户之间互不影响。多任务则是现在电脑最主要的一个特点，Linux可以使多个程序同时并独立地运行。

4、良好的界面

Linux同时具有字符界面和图形界面。在字符界面用户可以通过键盘输入相应的指令来进行操作。它同时也提供了类似Windows图形界面的X-Windows系统，用户可以使用鼠标对其进行操作。在X-Windows环境中就和在Windows中相似，可以说是一个Linux版的Windows。

5、丰富的网络功能

互联网是在Unix的基础上繁荣起来的，Linux的网络功能当然不会逊色。它的网络功能和其内核紧密相连，在这方面Linux要优于其他操作系统。在Linux中，用户可以轻松实现网页浏览、文件传输、远程登陆等网络工作。并且可以作为服务器提供WWW、FTP、E-Mail等服务。

6、可靠的安全、稳定性能

Linux采取了许多安全技术措施，其中有对读、写进行权限控制、审计跟踪、核心授权等技术，这些都为安全提供了保障。Linux由于需要应用到网络服务器，这对稳定性也有比较高的要求，实际上Linux在这方面也十分出色。

7、支持多种平台

Linux可以运行在多种硬件平台上，如具有x86、680x0、SPARC、Alpha等处理器的平台。此外Linux还是一种嵌入式操作系统，可以运行在掌上电脑、机顶盒或游戏机上。2001年1月份发布的Linux 2.4版内核已经能够完全支持Intel 64位芯片架构。同时Linux也支持多处理器技术。多个处理器同时工作，使系统性能大大提高。

Linux的不足

由于在现在的个人电脑操作系统行业中，微软的Windows系统仍然占有大部分的份额，绝大多数的软件公司都支持Windows。这使得Windows上的应用软件应有尽有，而其他的操作系统就要少一些。许多用户在换操作系统的时候都会考虑以前的软件能否继续使用，换了操作系统后是否会不方便。虽然Linux具有DOS、Windows模拟器，可以运行一些Windows程序，但Windows系统极其复杂，模拟器所模拟的运行环境不可能完全与真实的Windows环境一模一样，这就使得一些软件无法正常运行。

许多硬件设备面对Linux的驱动程序也不足，不少硬件厂商是在推出Windows版本的驱动程序后才编写Linux版的。但一些大硬件厂商在这方面做得还不错，他们的Linux版驱动程序一般都推出得比较及时。

软件支持的不足是Linux最大的缺憾，但随着Linux的发展，越来越多的软件厂商会支持Linux，它应用的范围也越来越广。这只小企鹅的前景是十分光明的。

二、嵌入式操作系统有哪些

嵌入式操作系统有哪些

　　嵌入式操作系统是一段在嵌入式系统启动后首先执行的背景程序，用户的应用程序是运行于其上的各个任务，它根据各个任务的要求，进行资源(包括存储器、外设等)管理、消息管理、任务调度、异常处理等工作。在有嵌入式操作系统支持的系统中，每个任务有一个优先级，根据各个任务的优先级，动态地切换各个任务，保证对实时性的要求。经过多年的发展，比较流行的嵌入式操作系统如下：

　　1、VxWorks

　　VxWorks 操作系统是美国WindRiver公司于1983年设计开发的一种实时嵌入式操作系统(RTOS)，由于具有高性能的系统内核和友好的用户开发环境。

　　VxWorks的突出特点：可靠性、实时性和可裁减性。它是目前嵌入式系统领域中使用最广泛、市场占有率最高的操作系统。它支持多种处理器，如x86、i960、Sun Sparc、Motorola Mc68xxx、MIPS RX000、Power PC等。大多数的VxWorks API是专有的，采用GNU的编译和调试器，具有集成开发环境Tornado 系列。

　　它属于商业型操作系统，目前国内很多大的公司都采用此操作系统进行嵌入式系统的开发，如中兴通讯、华为等。

　　2、pSOS

　　该系统是一个模块化、高性能的实时操作系统，专为嵌入式微处理器设计，提供一个完全的多任务环境，在定制的或者商业化的硬件上具有高性能和高可靠性，可以让开发者根据操作系统的功能和内存需求定制每一个应用所需的系统。开发者可以利用它来实现从简单的`单个独立设备到复杂的、网络化的多处理器系统。

　　3、Windows Embedded

　　Windows Embedded 产品家族是Microsoft的产品，主要是用于建立支持具有丰富应用程序和服务的32嵌入时系统，从而针对广泛的用户需求提供灵活解决方案。此外，同支持更快的“产品上市速度”并降低开发成本，Windows Embedded 产品家族还能保证开发人员立于竞争前沿。目前Windows Embedded产品家族主要有Windows CE 3.0 和Windows NT Embedded 4.0。

　　4、Palm OS

　　Palm OS是著名的网络设备制造商3COM旗下的Palm Computing掌上电脑公司的产品，在PDA市场上占有很大的市场份额。它具有开放的操作系统应用程序接口(API)，开发商可以根据需要自行开发所需要的应用程序。

　　从全球范围来看，由于Handspring公司和SONY公司也被授权使用Palm OS操作系统，致使Palm OS的市场份额占到将近90%。Palm OS的优势在于可以让用户灵活方便地定制操作系统以适合自己的习惯，而且其市场运作经验丰富，资本雄厚，目前也正在通过第三方软件商进行软件的中文化工作。

　　5、OS-9

　　Microwave的OS-9是为微处理器关键实时任务而设计的操作系统，广泛应用于高科技产品中，包括消费电子产品、工业自动化、无线通信产品、医疗仪器、数字电视/多媒体设备。它提供了很好的安全性和容错性。与其它的嵌入式系统相比，它的灵活性和可升级性非常突出。

　　6、LynxOS

　　Lynx Real-time Systems 的LynxOS式一个分布式、嵌入式、可规模扩展的实时操作系统，它遵循PosIX.la、PosIX.lb和PosIX.1c标准。LynxOS支持线程的概念，提供256个全局用户线程优先级;提供一些传统的、非实时系统的服务特性，包括基于调用需求的虚拟内存、一个基于Motif的用户图形界面、与工业标准兼容的网络系统以及应用开发工具。

　　7、QNX

　　QNX是加拿大QNX公司的产品。QNX是在x86体系上开发出来的，这和别的RTOS不太一样，别的大多RTOS都是从68K的CPU上开发成熟，然后再移植到x86体系上来的，但是QNX是直接在x86上面开发，只是近年才在68K等CPU上使用。

　　QNX是一个实时的、可扩充的操作系统，它部分遵循PosIX相关标准，如PosIX.1b实时扩展。它提供了一个很小的微内核以及一些可选的配合进程。其内核仅提供4种服务：进程调度、进程间通信、底层网络通信和中断处理。其进程在独立的地址空间运行。所有其它OS服务，都体现为协作的用户进程，因此QNX内核非常小巧(QNX 4.x大约为12KB)，而且运行速度极快。这个灵活的结构可以使用户根据实际的需求，将系统配置成微小的嵌入式操作系统或者包括几百个处理器的超级虚拟机操作系统。

　　由于QNX具有强大的图形界面功能，因此很适合作为机顶盒、手持设备(掌上电脑、手机)、GPS设备的实时操作系统使用。

　　8、嵌入式Linux

　　自由免费软件Linux的出现对目前商用嵌入式操作系统带来了冲击。它可以移植到多个有不同结构的CPU和硬件平台上，具有很好的稳定性、各种性能的升级能力强，而且开发更容易。

　　国际上许多大型跨国企业，已经选中了Linux操作系统作为开发嵌入式产品的工具。如韩国三星公司、美国Transmeta公司等。国内也有很多厂家推出了基于Linux的嵌入式系统，如中科红旗软件技术有限公司既开发了嵌入式Linux系统基本开发平台，有提供了可供裁减的嵌入式Linux图形用户界面、窗口系统和网络浏览器，并与其它厂商合作开发了许多产品，包括PDA、机顶盒、彩票机等。

　　9、μC/OS-II

　　μC/OS-II是源代码公开的实时嵌入式内核，是由美国人Jean J. Labrosse撰写，其性能完全可以与商业产品竞争。它是基于μC/OS的，在1992年以来已经有很多成功的商业应用。它可在绝大多数8位、16位、32位甚至64位微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)上运行。

　　目前嵌入式系统的开发工具平台主要包括以下几种：

　　(1)实时在线仿真系统ICE(In-Circuit Emulator)

　　(2)高级语言编译器(Compiler Tools)

　　(3)源程序模拟器(Simulator)

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三、嵌入式Linux是由哪几个部分组成

嵌入式
linux系统主要由以下四部分组成:
bootloader
kernel
rootfs
usrfs
Bootloader
(vivi):在操作系统内核运行之前运行的一段小程序，初始化硬件设备和建立内存空间的映射图,将系统软硬件环境带到一个合适的状态,以便为最终调用操作系统内核准备好正确的环境.
Kernel
(内核):Linux操作系统的核心,管理所有的系统线程/进程/资源/和资源分配.
Rootfs
(busybox):内核挂载的第一个文件系统,放有内核运行的第一个初始化程序init,命令,设备节点,配置文件以及共享文件.系统只能有一个根文件系统,通常用busybox工具来构建根文件系统,以减少系统体积.