Linux是一款优秀的多用户、多任务的操作系统,它具有多平台、多种架构、开放源代码等特点,是嵌入式系统开发的首选。Arm架构下的Linux操作系统被广泛应用在多种嵌入式设备,比较常用的 Linux 内核版本有 2.6,3.4,4.4。
Linux内核会不断的改进,为 ARM 架构提供众多的优化,以满足不同嵌入式应用的需要,使得系统可以更好的工作。下面结合系统 Arm 架构下的 Linux 操作系统的实践,来进行说明。
首先,对于系统的移植,实践关键在于移植内核准备工作。因为 Linux 内核是打包在一个可执行文件中的,需要从 Linux 内核镜像中编译出一个 uImage,该 uImage 会携带目标系统所需要的模块、驱动以及 Linux 内核,才能正确启动目标系统,而内核编译完要使用 kernel 命令将其烧录到目标平台,例如:
// 编译内核

make zImage
// 配置内核
make menuconfig
// 烧录内核
kerne -p uImage
如上图,通过Linux内核工具及编译器可以完成系统的移植。
其次,对于Linux操作系统的深度优化,主要是也是在内核的层面上进行优化,比如压缩内核空间,而比较常见的压缩方式有用户空间和内核空间压缩。用户空间压缩可以在发布版本时进行,基本过程就是通过 make menuconfig 进行配置,取消或修改已经不用的功能,从而压缩内核大小;而内核空间压缩有动态的和静态的,其实现方式可以使用 “gcc -m16” 强制生成 16 位的指令,以减少系统指令的长度。
最后,实践中重点着重于对系统的驱动开发及调试,包括但不限于设备驱动,存储驱动,文件系统驱动等,在工作前有必要进行基础的 debug 准备,常见的做法有:将内核启动参数编辑为 verbose 参数,使得系统可以输出启动时的一些信息;编译内核为 debug 模式,它可以把一些运行时状态输出到控制台;对于内核中一些条件中断,可以采用 add/remove breakpoint 来进行调试;采用 Oprofile 等工具,可以查看内核中进程的运行情况等。
总之,系统Arm架构下的Linux操作系统具有许多优点,可以方便的进行移植、优化及调试,为嵌入式开发者提供稳定、可靠的开发环境。
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学习ARM&LINUX嵌入式系统,需要哪些服务软件,详细介绍一下各种软件的功能和特点。
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