關(guān)于嵌入式設(shè)備上的Linux 系統(tǒng)開發(fā)

創(chuàng)建 JFFS2 文件系統(tǒng)

在 Linux 下，用 mkfs.jffs2 命令創(chuàng)建 JFFS2 文件系統(tǒng)(基本上是使用 JFFS2 的 Ramdisk)。

清單 7. 創(chuàng)建 JFFS2 文件系統(tǒng)

mkdir jffsfile

cd jffsfile

/* copy all the /bin, /etc, /usr/bin, /sbin/ binaries and /dev entries

that are needed for the filesystem here */

/* Type the following command under jffsfile directory to create the JFFS2 Image */

./mkfs.jffs2 -e 0x40000 -p -o ../jffs.image

上面顯示了 mkfs.jffs2 的典型用法。 -e 選項確定閃存的擦除扇區(qū)大小(通常是 64 千字節(jié))。 -p 選項用來在映像的剩余空間用零填充。 -o 選項用于輸出文件，通常是 JFFS2 文件系統(tǒng)映像 D 在本例中是 jffs.image。一旦創(chuàng)建了 JFFS2 文件系統(tǒng)，它就被裝入閃存中適當(dāng)?shù)奈恢?引導(dǎo)裝載程序告知內(nèi)核查找文件系統(tǒng)的地址)以便內(nèi)核能掛裝它。

tmpfs

當(dāng) Linux 運行于嵌入式設(shè)備上時，該設(shè)備就成為功能齊全的單元，許多守護進程會在后臺運行并生成許多日志消息。另外，所有內(nèi)核日志記錄機制，象 syslogd、dmesg 和 klogd，會在 /var 和 /tmp 目錄下生成許多消息。由于這些進程產(chǎn)生了大量數(shù)據(jù)，所以允許將所有這些寫操作都發(fā)生在閃存是不可取的。由于在重新引導(dǎo)時這些消息不需要持久存儲，所以這個問題的解決方案是使用 tmpfs。

tmpfs 是基于內(nèi)存的文件系統(tǒng)，它主要用于減少對系統(tǒng)的不必要的閃存寫操作這一唯一目的。因為 tmpfs 駐留在 RAM 中，所以寫/讀/擦除的操作發(fā)生在 RAM 中而不是在閃存中。因此，日志消息寫入 RAM 而不是閃存中，在重新引導(dǎo)時不會保留它們。tmpfs 還使用磁盤交換空間來存儲，并且當(dāng)為存儲文件而請求頁面時，使用虛擬內(nèi)存(VM)子系統(tǒng)。

tmpfs 的 優(yōu)點包括：

動態(tài)文件系統(tǒng)大小 D 文件系統(tǒng)大小可以根據(jù)被復(fù)制、創(chuàng)建或刪除的文件或目錄的數(shù)量來縮放。使得能夠最理想地使用內(nèi)存。

速度 D 因為 tmpfs 駐留在 RAM，所以讀和寫幾乎都是瞬時的。即使以交換的形式存儲文件，I/O 操作的速度仍非常快。

tmpfs 的一個 缺點是當(dāng)系統(tǒng)重新引導(dǎo)時會丟失所有數(shù)據(jù)。因此，重要的數(shù)據(jù)不能存儲在 tmpfs 上。

掛裝 tmpfs

諸如 Ext2fs 和 JFFS2 等大多數(shù)其它文件系統(tǒng)都駐留在底層塊設(shè)備之上，而 tmpfs 與它們不同，它直接位于 VM 上。因而，掛裝 tmpfs 文件系統(tǒng)是很簡單的事：

清單 8. 掛裝 tmpfs

/* Entries in /etc/rc.d/rc.sysinit for creating/using tmpfs */

# mount -t tmpfs tmpfs /var -o size=512k

# mkdir -p /var/tmp

# mkdir -p /var/log

# ln -s /var/tmp /tmp

上面的命令將在 /var 上創(chuàng)建 tmpfs 并將 tmpfs 的最大大小限制為 512 K。同時，tmp/ 和 log/ 目錄成為 tmpfs 的一部分以便在 RAM 中存儲日志消息。

如果您想將 tmpfs 的一個項添加到 /etc/fstab，那么它可能看起來象這樣： tmpfs /var tmpfs size=32m 0 0

這將在 /var 上掛裝一個新的 tmpfs 文件系統(tǒng)。

圖形用戶界面(GUI)選項

從用戶的觀點來看，圖形用戶界面(GUI)是系統(tǒng)的一個最至關(guān)重要的方面：用戶通過 GUI 與系統(tǒng)進行交互。所以 GUI 應(yīng)該易于使用并且非?？煽?。但它還需要是有內(nèi)存意識的，以便在內(nèi)存受限的、微型嵌入式設(shè)備上可以無縫執(zhí)行。所以，它應(yīng)該是輕量級的，并且能夠快速裝入。

另一個要考慮的重要方面涉及許可證問題。一些 GUI 分發(fā)版具有允許免費使用的許可證，甚至在一些商業(yè)產(chǎn)品中也是如此。另一些許可證要求如果想將 GUI 合并入項目中則要支付版稅。

最后，大多數(shù)開發(fā)人員可能會選擇 XFree86，因為 XFree86 為他們提供了一個能使用他們喜歡的工具的熟悉環(huán)境。但是市場上較新的 GUI，象 Century Software 的 Microwindows(Nano-X)和 Trolltech 的 QT/Embedded，與 X 在嵌入式 Linux 的競技舞臺中展開了激烈競爭，這主要是因為它們占用很少的資源、執(zhí)行的速度很快并且具有定制窗口構(gòu)件的支持。

讓我們看一看這些選項中的每一個。

Xfree86 4.X(帶幀緩沖區(qū)支持的 X11R6.4)

XFree86 Project, Inc. 是一家生產(chǎn) XFree86 的公司，該產(chǎn)品是一個可以免費重復(fù)分發(fā)、開放源碼的 X Window 系統(tǒng)。X Window 系統(tǒng)(X11)為應(yīng)用程序以圖形方式進行顯示提供了資源，并且它是 UNIX 和類 UNIX 的機器上最常用的窗口系統(tǒng)。它很小但很有效，它運行在為數(shù)眾多的硬件上，它對網(wǎng)絡(luò)透明并且有良好的文檔說明。X11 為窗口管理、事件處理、同步和客戶機間通信提供強大的功能 D 并且大多數(shù)開發(fā)人員已經(jīng)熟悉了它的 API。它具有對內(nèi)核幀緩沖區(qū)的內(nèi)置支持，并占用非常少的資源 D 這非常有助于內(nèi)存相對較少的設(shè)備。X 服務(wù)器支持 VGA 和非 VGA 圖形卡，它對顏色深度 1、2、4、8、16 和 32 提供支持，并對渲染提供內(nèi)置支持。最新的發(fā)行版是 XFree86 4.1.0。

它的 優(yōu)點包括：

幀緩沖區(qū)體系結(jié)構(gòu)的使用提高了性能。

占用的資源相對很小 D 大小在 600 K 到 700 K 字節(jié)的范圍內(nèi)，這使它很容易在小型設(shè)備上運行。

非常好的支持：在線有許多文檔可用，還有許多專用于 XFree86 開發(fā)的郵遞列表。

X API 非常適合擴展。

它的 缺點包括：

比最近出現(xiàn)的嵌入式 GUI 工具性能差。

此外，當(dāng)與 GUI 中最新的開發(fā) D 象專門為嵌入式環(huán)境設(shè)計的 Nano-X 或 QT/Embedded D 相比時，XFree86 似乎需要更多的內(nèi)存。

Microwindows

Microwindows 是 Century Software 的開放源代碼項目，設(shè)計用于帶小型顯示單元的微型設(shè)備。它有許多針對現(xiàn)代圖形視窗環(huán)境的功能部件。象 X 一樣，有多種平臺支持 Microwindows。

Microwindows 體系結(jié)構(gòu)是基于客戶機/服務(wù)器的并且具有分層設(shè)計。最底層是屏幕和輸入設(shè)備驅(qū)動程序(關(guān)于鍵盤或鼠標(biāo))來與實際硬件交互。在中間層，可移植的圖形引擎提供對線的繪制、區(qū)域的填充、多邊形、裁剪以及顏色模型的支持。

在最上層，Microwindows 支持兩種 API：Win32/WinCE API 實現(xiàn)，稱為 Microwindows;另一種 API 與 GDK 非常相似，它稱為 Nano-X。Nano-X 用在 Linux 上。它是象 X 的 API，用于占用資源少的應(yīng)用程序。