開(kāi)放嵌入式：構(gòu)建嵌入式Linux發(fā)行版的又一途徑

德州儀器(TI) Nick Lethaby 和 Denys Dmytriyenko概括介紹了開(kāi)放嵌入式(OE,Open Embedded) Linux構(gòu)建環(huán)境的重要元素，并展示了如何使用它們構(gòu)建和定制Linux發(fā)行版。隨著嵌入式處理器的功能日益強(qiáng)大，特性不斷豐富，Linux操作系統(tǒng)在嵌入式應(yīng)用中得到了迅速普及。盡管Linux的開(kāi)源性與免許可證費(fèi)用這一事實(shí)是其迅速普及的一個(gè)主要推動(dòng)力，但另一個(gè)重要推動(dòng)因素則是來(lái)自Linux在臺(tái)式機(jī)與服務(wù)器領(lǐng)域廣泛使用所提供的豐富應(yīng)用軟件與驅(qū)動(dòng)。

OE 配置文件

配置文件主要分為兩類：設(shè)備配置與發(fā)行版(distro)配置。另外還有本地配置文件以及名為“bitbake.conf”的文件。Bitbake.conf是BitBake讀取的第一個(gè)文件，包含所有其它配置文件。此外，它還可定義許多全局變量，并稱之為bitbake.conf。不建議直接修改 bitbake.conf，建議在distro配置文件或本地配置文件中進(jìn)行覆蓋。設(shè)備配置文件可定義特定目標(biāo)電路板。發(fā)行版配置文件可為一臺(tái)以上的設(shè)備定義特定的Linux發(fā)行版(比如各種數(shù)據(jù)包版本)。

發(fā)行版配置文件是進(jìn)行全局設(shè)置的最佳場(chǎng)合，該設(shè)置可應(yīng)用于發(fā)行版生成的所有鏡像。OE可幫助開(kāi)發(fā)人員根據(jù)具體鏡像或數(shù)據(jù)包覆蓋這些設(shè)置，從而高度靈活地處理特殊情況。例如，本地配置(local.conf)文件往往用于放置用戶專用配置，以適度修改默認(rèn)發(fā)行版配置的設(shè)置。在完成對(duì)發(fā)行版配置文件和設(shè)備配置文件的更詳細(xì)討論后，我們將從總體上了解在Arago local.conf文件中所做的其它配置設(shè)置。

該發(fā)行版配置文件可設(shè)定各種基本“內(nèi)務(wù)處理”參數(shù)(見(jiàn)列表5)，如發(fā)行版本名稱、下載源文件和存儲(chǔ)所構(gòu)建數(shù)據(jù)包的目錄以及uImage的支持文件格式等。

列表5：配置文件摘要

# For now Arago is not big enough to warrant a separate distribution,

# reuse Angstrom, but set the name to Arago

DISTRO = angstrom-2008.1

# Set the distro name and version, since we now produce own SDK

DISTRO_NAME = Arago

DISTRO_VERSION = 2010.05

BUILDNAME = ${DISTRO_NAME} ${DISTRO_VERSION}

# Use this to specify where BitBake should place the downloaded sources into

DL_DIR = ${SCRATCH}/downloads

# Put resulting images and packages in deploy directory outside of temp

#DEPLOY_DIR = ${OEBASE}/arago-deploy

……

# Add the required image file system types below. Valid are

# jffs2, tar(.gz|bz2), cpio(.gz), cramfs, ext2(.gz), ext3(.gz)

# squashfs, squashfs-lzma

IMAGE_FSTYPES = jffs2 tar.gz ext2.gz

此外，該發(fā)行版配置文件還可指定構(gòu)建發(fā)行版的目標(biāo)設(shè)備，盡管每臺(tái)設(shè)備啟動(dòng)Linux的詳細(xì)信息都存放在設(shè)備配置文件中。由于發(fā)行版配置文件所處的位置由工具鏈版本決定，因此支持大量設(shè)備可能會(huì)使文件變得更加復(fù)雜。例如，可能需要指定多個(gè)大數(shù)據(jù)包補(bǔ)丁或不同的工具鏈版本來(lái)適應(yīng)各種不同的設(shè)備。其它需要在發(fā)行版配置文件中指定的架構(gòu)相關(guān)項(xiàng)包括硬件與軟件浮點(diǎn)、是否支持不同的指令集(ARM或Thumb)、以及可能不適應(yīng)發(fā)行版中包含的某些數(shù)據(jù)包的各類尋址方式。

選擇數(shù)據(jù)包版本是發(fā)行版配置文件中較為重要的常見(jiàn)功能之一，以確保所使用的已知兼容性版本。選擇版本的方法很多。如果沒(méi)有指定版本，就選擇最新版本。同樣，也可指定某種“從不落后于”最新版本的版本。對(duì)于需要特定版本的數(shù)據(jù)包，可為發(fā)行版配置文件中的整個(gè)發(fā)行版指定默認(rèn)首選版本，如列表6的Angstrom發(fā)行版配置文件摘要所示。

列表6：發(fā)行版配置文件摘要

ANGSTROM_QT_VERSION ?= 4.6.2

CE_VERSION ?= latest

PREFERRED_VERSION_autoconf = 2.65

PREFERRED_VERSION_autoconf-native = 2.65

PREFERRED_VERSION_automake-native = 1.10.3

PREFERRED_VERSION_busybox?????? = 1.13.2

PREFERRED_VERSION_glib-2.0????? = 2.24.0

PREFERRED_VERSION_glib-2.0-native = 2.24.0

發(fā)行版的另一項(xiàng)重要功能是提供一套源程序，以便訪問(wèn)預(yù)先構(gòu)建的二進(jìn)制數(shù)據(jù)包。發(fā)行版一般使用二進(jìn)制源程序在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)加載新的數(shù)據(jù)包。為穩(wěn)定可靠的添加數(shù)據(jù)包，發(fā)行版還整合了一個(gè)數(shù)據(jù)包管理系統(tǒng)。例如，Angstrom發(fā)行版在開(kāi)始時(shí)使用ipkg軟件包管理器(近期轉(zhuǎn)向opkg)，因?yàn)榕cdpkag或RPM等桌面數(shù)據(jù)包管理技術(shù)相比，其在滿足空間有限的嵌入式應(yīng)用需求方面具有一定的優(yōu)勢(shì)。Ipk格式原本建立在deb格式基礎(chǔ)之上，可用ipkg或opkg數(shù)據(jù)包管理器處理。相比之下，opkg更新，因此也更有優(yōu)勢(shì)。數(shù)據(jù)包格式會(huì)使更多的元數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)包中。這樣能夠避免加載不兼容的數(shù)據(jù)包，并確保帶來(lái)正確運(yùn)行時(shí)間的相關(guān)項(xiàng)。Arago可定義其預(yù)先構(gòu)建的IPK源程序(見(jiàn)列表7)，但可能不具有最為廣泛的數(shù)據(jù)包。在需要更多數(shù)據(jù)包時(shí)，可啟用Angstrom源程序，但是在混合使用不同源程序時(shí)需要更加小心謹(jǐn)慎。

列表7：發(fā)行版配置文件摘要

ANGSTROM_PKG_FORMAT ?= ipk

require conf/distro/include/

angstrom-package${ANGSTROM_PKG_FORMAT}.inc

#Use this variable to select which recipe you want to use to

#get feed configs (/etc/ipkg/, #/etc/apt/sources.list). Useful

#for derivative distros and local testing

ANGSTROM_FEED_CONFIGS = arago-feed-configs

# Feed configuration

ARAGO_URI = http://feeds.arago-project.org

ARAGO_FEED_BASEPATH = feeds/live/${ANGSTROM_PKG_FORMAT}

DISTRO_FEED_URI = ${ARAGO_URI}/${ARAGO_FEED_BASEPATH}

在發(fā)行版配置文件中可以設(shè)置其它通用構(gòu)建參數(shù)。例如，開(kāi)發(fā)人員可將具有更多調(diào)試信息或配置文件信息的已完成構(gòu)建流程指定為標(biāo)準(zhǔn)流程。這些代碼行可通過(guò)“生產(chǎn)代碼”鏡像方法注釋掉或覆蓋，從而可提高最終生產(chǎn)版本的性能。

列表8：發(fā)行版配置文件摘要

# Comment these two out if you want BitBake to build

# production images.

DEBUG_BUILD = 1

INHIBIT_PACKAGE_STRIP = 1

# Build a package such that you can use gprof to profile it.

PROFILE_OPTIMIZATION = -pg

SELECTED_OPTIMIZATION = ${PROFILE_OPTIMIZATION}

LDFLAGS =+ -pg

設(shè)備配置文件可定義在電路板上引導(dǎo)Linux所需的基本要素。例如，ARM926或ARM Cortex-A8等目標(biāo)CPU的定義，提供了Linux內(nèi)核的優(yōu)先方法提供方以及相應(yīng)引導(dǎo)加載程序，如列表9所示，顯示了TI ARM9視頻器件的DM365設(shè)備配置文件。

列表9：設(shè)備配置文件

#@TYPE: Machine

#@NAME: DM365 CPUs on a Davinci DM365 EVM board

#@DESCRIPTION: Machine configuration for the TI Davinci

DM365 EVM board

require conf/machine/include/dm365.inc

require conf/machine/include/tune-arm926ejs.inc

# Increase this everytime you change something in the kernel

MACHINE_KERNEL_PR = r45

TARGET_ARCH = arm

KERNEL_IMAGETYPE = uImage

PREFERRED_PROVIDER_virtual/kernel = linux-davinci-staging

PREFERRED_PROVIDER_virtual/bootloader = u-boot

UBOOT_MACHINE = davinci_dm365_evm_config

UBOOT_ENTRYPOINT = 0x80008000

UBOOT_LOADADDRESS = 0x80008000

EXTRA_IMAGEDEPENDS += u-boot

SERIAL_CONSOLE ?= 115200 ttyS0

EXTRA_IMAGECMD_jffs2 = --pad --little-endian

--eraseblock=0x20000 -n

#ROOT_FLASH_SIZE = 29

MACHINE_FEATURES = kernel26 serial ethernet usbhost

usbgadget mmc alsa

每款電路板都需要設(shè)備配置文件。實(shí)際上，由于使用相同或類似器件的不同電路板的配置步驟通常相同，通用步驟可以合并到包含文件中。這樣通過(guò)便于維護(hù)的無(wú)錯(cuò)誤方法來(lái)簡(jiǎn)化新設(shè)備配置文件的創(chuàng)建。在以上示例中，我們了解了部分包含文件，并更深入地了解了整個(gè)設(shè)備配置文件的面貌。