開(kāi)放嵌入式：構建嵌入式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構建環(huán)境的重要元素，并展示了如何使用它們構建和定制Linux發(fā)行版。隨著(zhù)嵌入式處理器的功能日益強大，特性不斷豐富，Linux操作系統在嵌入式應用中得到了迅速普及。盡管Linux的開(kāi)源性與免許可證費用這一事實(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L(fǎng)inux在臺式機與服務(wù)器領(lǐng)域廣泛使用所提供的豐富應用軟件與驅動(dòng)。

OE 配置文件

配置文件主要分為兩類(lèi)：設備配置與發(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(chēng)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。設備配置文件可定義特定目標電路板。發(fā)行版配置文件可為一臺以上的設備定義特定的Linux發(fā)行版(比如各種數據包版本)。

發(fā)行版配置文件是進(jìn)行全局設置的最佳場(chǎng)合，該設置可應用于發(fā)行版生成的所有鏡像。OE可幫助開(kāi)發(fā)人員根據具體鏡像或數據包覆蓋這些設置，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(hù)專(zhuān)用配置，以適度修改默認發(fā)行版配置的設置。在完成對發(fā)行版配置文件和設備配置文件的更詳細討論后，我們將從總體上了解在A(yíng)rago local.conf文件中所做的其它配置設置。

該發(fā)行版配置文件可設定各種基本“內務(wù)處理”參數(見(jiàn)列表5)，如發(fā)行版本名稱(chēng)、下載源文件和存儲所構建數據包的目錄以及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建發(fā)行版的目標設備，盡管每臺設備啟動(dòng)Linux的詳細信息都存放在設備配置文件中。由于發(fā)行版配置文件所處的位置由工具鏈版本決定，因此支持大量設備可能會(huì )使文件變得更加復雜。例如，可能需要指定多個(gè)大數據包補丁或不同的工具鏈版本來(lái)適應各種不同的設備。其它需要在發(fā)行版配置文件中指定的架構相關(guān)項包括硬件與軟件浮點(diǎn)、是否支持不同的指令集(ARM或Thumb)、以及可能不適應發(fā)行版中包含的某些數據包的各類(lèi)尋址方式。

選擇數據包版本是發(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。對于需要特定版本的數據包，可為發(fā)行版配置文件中的整個(gè)發(fā)行版指定默認首選版本，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)行版的另一項重要功能是提供一套源程序，以便訪(fǎng)問(wèn)預先構建的二進(jìn)制數據包。發(fā)行版一般使用二進(jìn)制源程序在運行時(shí)動(dòng)態(tài)加載新的數據包。為穩定可靠的添加數據包，發(fā)行版還整合了一個(gè)數據包管理系統。例如，Angstrom發(fā)行版在開(kāi)始時(shí)使用ipkg軟件包管理器(近期轉向opkg)，因為與dpkag或RPM等桌面數據包管理技術(shù)相比，其在滿(mǎn)足空間有限的嵌入式應用需求方面具有一定的優(yōu)勢。Ipk格式原本建立在deb格式基礎之上，可用ipkg或opkg數據包管理器處理。相比之下，opkg更新，因此也更有優(yōu)勢。數據包格式會(huì )使更多的元數據存儲在數據包中。這樣能夠避免加載不兼容的數據包，并確保帶來(lái)正確運行時(shí)間的相關(guān)項。Arago可定義其預先構建的IPK源程序(見(jiàn)列表7)，但可能不具有最為廣泛的數據包。在需要更多數據包時(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置其它通用構建參數。例如，開(kāi)發(fā)人員可將具有更多調試信息或配置文件信息的已完成構建流程指定為標準流程。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

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

列表9：設備配置文件

#@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備配置文件。實(shí)際上，由于使用相同或類(lèi)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)便于維護的無(wú)錯誤方法來(lái)簡(jiǎn)化新設備配置文件的創(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)設備配置文件的面貌。