第5章 嵌入式系统软件开发环境与工具.
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嵌入式系统讲义
第5章 嵌入式系统软件开发 环境与工具
5.1 Linux与嵌入式Linux
主要内容
1、Linux操作系统的产生 2、Linux操作系统的特点 3、Linux操作系统的组成 4、Linux操作系统的内核版本 5、嵌入式Linux
5.1.1 Linux的产生
Linux诞生背景 1984 年 起 ， 在 MIT（美国麻省理工学院）的支持下， Richard Stallman 创建了自由软件基金 会FSF(Free Software Foundation)。 FSF 的主要项目是 GNU （ GNU’s Not Unix），它的目标是建立可自由发布和 可 移 植 的 类 Unix 操 作 系 统 。 同 时 Richard 拟 定 了 通 用 公 共 许 可 证 GPL （General Public License）作为GNU的版 权声明。
•
嵌入式Linux系统可以扩展：可以加 上文件系统（支持十多种文件系统类型， 如ext2、ext3、NFS，cramfs等）、 TCP／IP网络支持、存储更多数据用的 磁盘功能、提供设计精简的应用程序。
三、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 • 可以使用Unix或Linux在PC上的应 用程序。 • • •
四、ຫໍສະໝຸດ Baidu入式Linux操作系统的优势
5.1.4 Linux的内核版本
• Linux内核采用双树结构：一棵树是稳定 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、测试。
•
源代码版本序号形式：为x.y.zz结构，其 中x为主版本号，代表核心的改动升级；y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。
5.1.3 Linux的组成
•
LINUX的内核：含有设备驱动程 序、系统服务等程序，具有中断处理、 进程调度、原语管理等功能。 • 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。
5.1.3 Linux的组成（2）
二、嵌入式Linux的移植
嵌入式Linux需要移植：对于嵌入式 Linux，一般都不是原封不动地使用， 而是要考虑各种具体系统的特点，有针 对性地对Linux内核加以裁减、修改和 补充。 • 小型嵌入式Linux系统：只需要引导 程序、Linux微内核（由内存管理、进 程管理和事务处理构成）、初始化进程 3个基本元素。 •
从1984年到1991年，GNU完成了与UNIX 兼容的大部分外围工作，包括OS的shell、C 和C++编译器gcc/gcc++等内容，就是没有自 己的内核。 Linux内核的诞生 1991 年 ， 芬 兰 赫 尔 辛 基 大 学 的 学 生 Linus Torvald 为 实 习 MINIX（教学用的微型 UNIX）编写了一个 比MINIX功能更强、能够在低档微机上操作 系统内核，将其命名为Linux。 GNU项目的实现 Linux 内核的诞生， 为GNU项目划上了一个圆满的句号，从此就 诞生了GNU（类UNIX），名字就是Linux
5.1.2 Linux的主要特点（3）
• 可靠的安全系统：Linux采取了许多安 全技术措施，包括对读、写控制、带保 护的子系统、审计跟踪、核心授权等， 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：将操作系统从一个平 台（一种微处理器）转移到另一个平台， 仍然能按其自身的方式运行的能力。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。
Linux所包含的内容 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。
5.1.2 Linux的主要特点
• 开放性：系统遵循世界标准规范，特别 是遵循开放系统互连（OSI）国际标准。 • 多用户：系统资源可以被不同用户使用， 每个用户对自己的资源（例如：文件、 设备）有特定的权限，互不影响。 • 多任务：计算机同时执行多个程序，而 且各个程序的运行互相独立。
• 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。
5.1.4 Linux的内核版本（2）
•
双树区分：对于稳定树来说，y是偶 数；对于开发树来说，y是比相应稳定 树大1的奇数。例2.4.18等为稳定内核版 本。
5.1.5 嵌入式Linux操作系统概述
一、嵌入式Linux操作系统
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将来可能会成 为嵌入式系统主流操作系统。 • 嵌入式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。 其内核很小，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。它具有多任务、多进程的系统 特征，有些还具有实时性 。
5.1.2 Linux的主要特点（2）
• 良好的用户界面 ：两种界面：用户界面 和系统调用。Linux还为用户提供了图形 用户界面。与Windows类似。 • 设备独立性： Linux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。 • 丰富的网络功能：完善的内置网络是 Linux一大特点。
第5章 嵌入式系统软件开发 环境与工具
5.1 Linux与嵌入式Linux
主要内容
1、Linux操作系统的产生 2、Linux操作系统的特点 3、Linux操作系统的组成 4、Linux操作系统的内核版本 5、嵌入式Linux
5.1.1 Linux的产生
Linux诞生背景 1984 年 起 ， 在 MIT（美国麻省理工学院）的支持下， Richard Stallman 创建了自由软件基金 会FSF(Free Software Foundation)。 FSF 的主要项目是 GNU （ GNU’s Not Unix），它的目标是建立可自由发布和 可 移 植 的 类 Unix 操 作 系 统 。 同 时 Richard 拟 定 了 通 用 公 共 许 可 证 GPL （General Public License）作为GNU的版 权声明。
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嵌入式Linux系统可以扩展：可以加 上文件系统（支持十多种文件系统类型， 如ext2、ext3、NFS，cramfs等）、 TCP／IP网络支持、存储更多数据用的 磁盘功能、提供设计精简的应用程序。
三、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 • 可以使用Unix或Linux在PC上的应 用程序。 • • •
四、ຫໍສະໝຸດ Baidu入式Linux操作系统的优势
5.1.4 Linux的内核版本
• Linux内核采用双树结构：一棵树是稳定 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、测试。
•
源代码版本序号形式：为x.y.zz结构，其 中x为主版本号，代表核心的改动升级；y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。
5.1.3 Linux的组成
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LINUX的内核：含有设备驱动程 序、系统服务等程序，具有中断处理、 进程调度、原语管理等功能。 • 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。
5.1.3 Linux的组成（2）
二、嵌入式Linux的移植
嵌入式Linux需要移植：对于嵌入式 Linux，一般都不是原封不动地使用， 而是要考虑各种具体系统的特点，有针 对性地对Linux内核加以裁减、修改和 补充。 • 小型嵌入式Linux系统：只需要引导 程序、Linux微内核（由内存管理、进 程管理和事务处理构成）、初始化进程 3个基本元素。 •
从1984年到1991年，GNU完成了与UNIX 兼容的大部分外围工作，包括OS的shell、C 和C++编译器gcc/gcc++等内容，就是没有自 己的内核。 Linux内核的诞生 1991 年 ， 芬 兰 赫 尔 辛 基 大 学 的 学 生 Linus Torvald 为 实 习 MINIX（教学用的微型 UNIX）编写了一个 比MINIX功能更强、能够在低档微机上操作 系统内核，将其命名为Linux。 GNU项目的实现 Linux 内核的诞生， 为GNU项目划上了一个圆满的句号，从此就 诞生了GNU（类UNIX），名字就是Linux
5.1.2 Linux的主要特点（3）
• 可靠的安全系统：Linux采取了许多安 全技术措施，包括对读、写控制、带保 护的子系统、审计跟踪、核心授权等， 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：将操作系统从一个平 台（一种微处理器）转移到另一个平台， 仍然能按其自身的方式运行的能力。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。
Linux所包含的内容 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。
5.1.2 Linux的主要特点
• 开放性：系统遵循世界标准规范，特别 是遵循开放系统互连（OSI）国际标准。 • 多用户：系统资源可以被不同用户使用， 每个用户对自己的资源（例如：文件、 设备）有特定的权限，互不影响。 • 多任务：计算机同时执行多个程序，而 且各个程序的运行互相独立。
• 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。
5.1.4 Linux的内核版本（2）
•
双树区分：对于稳定树来说，y是偶 数；对于开发树来说，y是比相应稳定 树大1的奇数。例2.4.18等为稳定内核版 本。
5.1.5 嵌入式Linux操作系统概述
一、嵌入式Linux操作系统
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将来可能会成 为嵌入式系统主流操作系统。 • 嵌入式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。 其内核很小，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。它具有多任务、多进程的系统 特征，有些还具有实时性 。
5.1.2 Linux的主要特点（2）
• 良好的用户界面 ：两种界面：用户界面 和系统调用。Linux还为用户提供了图形 用户界面。与Windows类似。 • 设备独立性： Linux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。 • 丰富的网络功能：完善的内置网络是 Linux一大特点。