嵌入式設(shè)備上的 Linux 系統(tǒng)開發(fā)（一）

如果您剛接觸嵌入式開發(fā)，那么大量可用的引導(dǎo)裝載程序（bootloader）、規(guī)模縮小的分發(fā)版（distribution）、文件系統(tǒng)和 GUI 看起來可能太多了。但是這些豐富的選項實際上是一種恩賜，允許您調(diào)整開發(fā)或用戶環(huán)境以完全符合您的需要。對 Linux 嵌入式開發(fā)的概述將幫助您理解所有這些選項。 
Linux 正在嵌入式開發(fā)領(lǐng)域穩(wěn)步發(fā)展。因為 Linux 使用 GPL（請參閱本文后面的參考資料），所以任何對將 Linux 定制于 PDA、掌上機或者可佩帶設(shè)備感興趣的人都可以從因特網(wǎng)免費下載其內(nèi)核和應(yīng)用程序，并開始移植或開發(fā)。許多 Linux 改良品種迎合了嵌入式／實時市場。它們包括 RTLinux（實時 Linux）、uclinux（用于非 MMU 設(shè)備的 Linux）、Montavista Linux（用于 ARM、MIPS、PPC 的 Linux 分發(fā)版）、ARM-Linux（ARM 上的 Linux）和其它 Linux 系統(tǒng)（請參閱參考資料以鏈接到本文中提到的這些和其它術(shù)語及產(chǎn)品。） 

嵌入式 Linux 開發(fā)大致涉及三個層次：引導(dǎo)裝載程序、Linux 內(nèi)核和圖形用戶界面（或稱 GUI）。在本文中，我們將集中討論涉及這三層的一些基本概念；深入了解引導(dǎo)裝載程序、內(nèi)核和文件系統(tǒng)是如何交互的；并將研究可用于文件系統(tǒng)、GUI 和引導(dǎo)裝載程序的眾多選項中的一部分。 

引導(dǎo)裝載程序 
引導(dǎo)裝載程序通常是在任何硬件上執(zhí)行的第一段代碼。在象臺式機這樣的常規(guī)系統(tǒng)中，通常將引導(dǎo)裝載程序裝入主引導(dǎo)記錄（Master Boot Record，(MBR)）中，或者裝入 Linux 駐留的磁盤的第一個扇區(qū)中。通常，在臺式機或其它系統(tǒng)上，BIOS 將控制移交給引導(dǎo)裝載程序。這就提出了一個有趣的問題：誰將引導(dǎo)裝載程序裝入（在大多數(shù)情況中）沒有 BIOS 的嵌入式設(shè)備上呢？ 

解決這個問題有兩種常規(guī)技術(shù)：專用軟件和微小的引導(dǎo)代碼（tiny bootcode）。 

專用軟件可以直接與遠程系統(tǒng)上的閃存設(shè)備進行交互并將引導(dǎo)裝載程序安裝在閃存的給定位置中。閃存設(shè)備是與存儲設(shè)備功能類似的特殊芯片，而且它們能持久存儲信息 — 即，在重新引導(dǎo)時不會擦除其內(nèi)容。 

這個軟件使用目標(biāo)（在嵌入式開發(fā)中，嵌入式設(shè)備通常被稱為目標(biāo)）上的 JTAG 端口，它是用于執(zhí)行外部輸入（通常來自主機機器）的指令的接口。JFlash-linux 是一種用于直接寫閃存的流行工具。它支持為數(shù)眾多的閃存芯片；它在主機機器（通常是 i386 機器 — 本文中我們把一臺 i386 機器稱為主機）上執(zhí)行并通過 JTAG 接口使用并行端口訪問目標(biāo)的閃存芯片。當(dāng)然，這意味著目標(biāo)需要有一個并行接口使它能與主機通信。Jflash-linux 在 Linux 和 Windows 版本中都可使用，可以在命令行中用以下命令啟動它： 

Jflash-linux <bootloader> 

某些種類的嵌入式設(shè)備具有微小的引導(dǎo)代碼 — 根據(jù)幾個字節(jié)的指令 — 它將初始化一些 DRAM 設(shè)置并啟用目標(biāo)上的一個串行（或者 USB，或者以太網(wǎng)）端口與主機程序通信。然后，主機程序或裝入程序可以使用這個連接將引導(dǎo)裝載程序傳送到目標(biāo)上，并將它寫入閃存。 

在安裝它并給予其控制后，這個引導(dǎo)裝載程序執(zhí)行下列各類功能：