嵌入式Linux的概念

　　應(yīng)用為中心、以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)、軟件硬件可裁剪、適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。舉例來說，大到油田的集散控制系統(tǒng)和工廠流水線，小到家用VCD機(jī)或手機(jī)，甚至組成普通PC終端設(shè)備的鍵盤、鼠標(biāo)、軟驅(qū)、硬盤、顯示卡、顯示器、 Modem、網(wǎng)卡、聲卡等均是由嵌入式處理器控制的，嵌入式系統(tǒng)市場的深度和廣度，由此可見一斑，盡管如此，它的市場價(jià)值也許仍然超過了您的想象：今天，嵌入式系統(tǒng)帶來的工業(yè)年產(chǎn)值已超過了1萬億美元。

　　嵌入式Linux的特點(diǎn)

　　嵌入式Linux操作系統(tǒng)產(chǎn)品在2000年開始涌現(xiàn)，短短一年之后，嵌入式Linux操作系統(tǒng)達(dá)到了整個(gè)嵌入式操作系統(tǒng)市場的1/4。人們驚呼，沒想到Linux行業(yè)的贏利竟然是從嵌入式Linux系統(tǒng)開始的！Linux在嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域能取得成功有以下幾點(diǎn)原因：

　　1）性能穩(wěn)定，功能強(qiáng)大，占用資源較少。Linux是按照POSIX標(biāo)準(zhǔn)編寫的，許多源代碼借鑒了UNIX。

　　2）模塊的動(dòng)態(tài)加載，獨(dú)特的內(nèi)核結(jié)構(gòu)和工作方式使Linux非常適合于工作在嵌入式系統(tǒng)中。

　　3）良好的平臺(tái)可移植性，Linux-2.4.0已經(jīng)支持除i386、i586、i686和arm之外的alpha、m68k、mips、mips64、ppc、sparc、sparc64、ia64的十多種體系結(jié)構(gòu)。

　　4）系統(tǒng)可剪裁性，可以靈活的添加和刪減各種驅(qū)動(dòng)程序，具體的PDE（Portable Digital Equippment）跟實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系十分密切，采用的器件多種多樣，良好的平臺(tái)可移植性和系統(tǒng)可剪裁性對(duì)靈活的系統(tǒng)設(shè)計(jì)有著極其重要的意義，也為開發(fā)調(diào)試提供了方便。

　　5）整個(gè)系統(tǒng)是的，只要遵守GPL規(guī)則，任何人都可以使用、修改甚至銷售Linux，全世界有無數(shù)個(gè)人和組織在不斷的完善Linux，有眾多的計(jì)算機(jī)廠商提供Linux相關(guān)的產(chǎn)品和服務(wù)。開放源代碼意味著對(duì)新設(shè)計(jì)、制造的硬件產(chǎn)品的快速支持。嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域通常要求系統(tǒng)高度個(gè)性化、高度細(xì)分。因此，對(duì)新產(chǎn)品的快速支持是一個(gè)適合推廣的嵌入式操作系統(tǒng)必須具備的能力。

　　6）對(duì)多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的完美支持。在即將到來的后PC時(shí)代，聯(lián)網(wǎng)將成為數(shù)字產(chǎn)品必備的能力，沒有聯(lián)網(wǎng)能力的設(shè)備，在信息化時(shí)代會(huì)顯得毫無意義。而Linux天生具備優(yōu)良的網(wǎng)絡(luò)連接能力，支持當(dāng)前所有的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。

　　移植的基本概念：

　　移植是指將軟件從一個(gè)平臺(tái)遷移到另一個(gè)平臺(tái)

　　* 從一個(gè)硬件平臺(tái)移植到另一個(gè)硬件平臺(tái)

　　* 從一個(gè)操作系統(tǒng)移植到另一個(gè)操作系統(tǒng)

　　* 從一種軟件庫環(huán)境移植到另一個(gè)軟件庫環(huán)境

　　軟件進(jìn)行移植的容易程度即可移植性

　　Linux硬件平臺(tái)：

　　在Linux內(nèi)核里，每一個(gè)處理器指令集對(duì)應(yīng)一個(gè)獨(dú)立的體系結(jié)構(gòu)architecture，比如alpha, arm,i386, mips, ppc

　　每個(gè)體系結(jié)構(gòu)可以有若干變種variant，或不同配置的硬件machine

　　統(tǒng)稱sub-architecture。以arm體系結(jié)構(gòu)舉例

　　* variants 包括arm7tdmi, arm926ejs, strongarm,xscale

　　* machine 包括edb7312, smdk2410, omap-h2

　　硬件平臺(tái)對(duì)C程序的影響：

　　處理器字長，定義為處理器能處理的數(shù)據(jù)位數(shù)。

　　字長等于處理器內(nèi)部數(shù)據(jù)通路的寬度，一般可以通過通用寄存器的寬度來判斷

　　處理器字長會(huì)影響int, long等C類型的長度

　　C代碼當(dāng)中需要使用確定大小的數(shù)據(jù)類型，可以使用顯式長度的類型u8, s8, u16, s16, u32, s32, u64, s64

　　數(shù)據(jù)對(duì)齊：

　　數(shù)據(jù)對(duì)齊是指數(shù)據(jù)塊的地址是某個(gè)特定大小的整數(shù)倍

　　* 32位處理器字對(duì)齊n*4

　　* 頁對(duì)齊n*PAGESIZE

　　* Cache line對(duì)齊n*CLINESIZE

　　數(shù)據(jù)訪問要求至少是字對(duì)齊的，多數(shù)情況下編譯器會(huì)處理數(shù)據(jù)訪問的對(duì)齊。不對(duì)齊訪問的例子

　　* char a[10]；

　　* unsigned long* pl = （unsigned long *）（a+1）；

　　* unsigned l = *pl;

　　字節(jié)順序：

　　字節(jié)順序byte order是指一個(gè)字中字節(jié)排列的順序

　　不同硬件可能采用不同byte order

　　*  x86 little-endian

　　*  ppc big-endian

　　Linux內(nèi)核將硬件的byte order放在<asm/byteorder.h> 里面定義，__BIG_ENDIAN或__LITTLE_ENDIAN

　　在include/linux/byteorder /里面有幾個(gè)頭文件，定義了

　　*  u23 __cpu_to_be32（u32）；

　　*  u32 __cpu_to_le32（u32）；

　　*  u32 __be32_to_cpu（u32）；

　　*  u32 __le32_to_cpus（u32）；

　　時(shí)間：

　　軟件中的與時(shí)間相關(guān)的代碼也會(huì)影響移植

　　采用平臺(tái)無關(guān)的時(shí)間表達(dá)方法可以提高代碼可移植性

　　Linux內(nèi)核里面采用HZ來表示每秒鐘有多少個(gè)內(nèi)部時(shí)鐘滴答，以下對(duì)時(shí)間的描述是平臺(tái)無關(guān)的

　　*  HZ

　　*  （2*HZ）

　　*  （HZ/2）

　　*  （HZ/100）

　　*  （2*HZ/100）

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