uclinux特點(diǎn)

uCLinux是一種優(yōu)秀的嵌入式Linux版本，是micro-Controller-Linux的縮寫(xiě)。它秉承了標準Linux的優(yōu)良特性， 經(jīng)過(guò)各方面的小型化改造，形成了一個(gè)高度優(yōu)化的、代碼緊湊的嵌入式Linux。雖然它的體積很小，卻仍然保留了Linux的大多數的優(yōu)點(diǎn)：穩定、良好的移植性、優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò )功能、對各種文件系統完備的支持和標準豐富的API。它專(zhuān)為嵌入式系統做了許多小型化的工作，目前已支持多款CPU。 其編譯后目標文件可控制在幾百KB數量級，并已經(jīng)被成功地移植到很多平臺上。

uClinux從Linux 2.0/2.4內核派生而來(lái)[1] ，沿襲了Linux的絕大部分特性。它是專(zhuān)門(mén)針對沒(méi)有MMU(內存管理單元)的CPU，并且為嵌入式系統做了許多小型化的工作。它通常用于具有很少內存或Flash的嵌入式操作系統。在GNU通用許可證的保證下，運行uClinux操作系統的用戶(hù)可以使用幾乎所有的Linux API函數。由于經(jīng)過(guò)了裁剪和優(yōu)化，它形成了一個(gè)高度優(yōu)化，代碼緊湊的嵌入式Linux。它具有體積小、穩定、良好的移植性、優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò )功能、完備的對各種文件系統的支持，以及豐富的API函數等優(yōu)點(diǎn)。uClinux與Linux在兼容性方面表現出色，uClinux除了不能實(shí)現fork()外，其余uClinux的API函數與標準Linux完全相同。

特點(diǎn)

標準Linux可能采用的小型化方法

1. 重新編譯內核

Linux內核采用模塊化的設計，即很多功能塊可以獨立的加上或卸下，開(kāi)發(fā)人員在設計內核時(shí)把這些內核模塊作為可選的選項，可以在編譯系統內核時(shí)指定。因此一種較通用的做法是對Linux內核重新編譯，在編譯時(shí)仔細的選擇嵌入式設備所需要的功能支持模塊，同時(shí)刪除不需要的功能。通過(guò)對內核的重新配置，可以使系統運行所需要的內核顯著(zhù)減小，從而縮減資源使用量。

2. 制作root文件系統映象

Linux系統在啟動(dòng)時(shí)必須加載根(root)文件系統，因此剪裁系統同時(shí)包括root file system的剪裁。在x86系統下，Linux可以在Dos下，使用Loadlin文件加載啟動(dòng)，

uClinux采用的小型化方法

1.uClinux的內核加載方式

uClinux的內核有兩種可選的運行方式：可以在flash上直接運行，也可以加載到內存中運行。這種做法可以減少內存需要。

Flash運行方式：把內核的可執行映象燒寫(xiě)到flash上，系統啟動(dòng)時(shí)從flash的某個(gè)地址開(kāi)始逐句執行。這種方法實(shí)際上是很多嵌入式系統采用的方法。

內核加載方式：把內核的壓縮文件存放在flash上，系統啟動(dòng)時(shí)讀取壓縮文件在內存里解壓，然后開(kāi)始執行，這種方式相對復雜一些，但是運行速度可能更快(ram的存取速率要比f(wàn)lash高)。同時(shí)這也是標準Linux系統采用的啟動(dòng)方式。

2.uClinux的根(root)文件系統

uClinux系統采用romfs文件系統，這種文件系統相對于一般的ext2文件系統要求更少的空間?？臻g的節約來(lái)自于兩個(gè)方面，首先內核支持romfs文件系統比支持ext2文件系統需要更少的代碼，其次romfs文件系統相對簡(jiǎn)單，在建立文件系統超級塊(superblock)需要更少的存儲空間。Romfs文件系統不支持動(dòng)態(tài)擦寫(xiě)保存，對于系統需要動(dòng)態(tài)保存的數據采用虛擬ram盤(pán)的方法進(jìn)行處理(ram盤(pán)將采用ext2文件系統)。

3.uClinux的應用程序庫

uClinux小型化的另一個(gè)做法是重寫(xiě)了應用程序庫，相對于越來(lái)越大且越來(lái)越全的glibc庫，uClibc對libc做了精簡(jiǎn)。uClinux對用戶(hù)程序采用靜態(tài)連接的形式，這種做法會(huì )使應用程序變大，但是基于內存管理的問(wèn)題，不得不這樣做(這將在下文對uClinux內存管理展開(kāi)分析時(shí)進(jìn)行說(shuō)明)，同時(shí)這種做法也更接近于通常嵌入式系統的做法。

缺點(diǎn)

正如中國古語(yǔ)云“人無(wú)完人”，uClinux也有一些不足之處：

文檔的不足

與Linux及其他自由軟件類(lèi)似，uClinux的文檔十分不足：缺乏組織和一致的文檔、熱門(mén)技術(shù)和分類(lèi)文檔眾多而雜亂無(wú)章、非熱點(diǎn)部分文檔缺失甚至沒(méi)有文檔。對于開(kāi)發(fā)人員而言，往往要深入程序的源代碼找尋有用的資料。

Bug問(wèn)題

uClinux與硬件平臺直接相關(guān)。對于有商業(yè)公司贊助的硬件平臺，其相關(guān)代碼和Bug更新較快，編譯和執行都十分順利;但對于非商業(yè)支持的硬件平臺，其內核和應用程序代碼都得不到及時(shí)更新和排錯。這種現象在內核源代碼樹(shù)還不是十分普遍，但在uClinux自帶的應用程序庫中卻經(jīng)常發(fā)生編譯錯誤，往往是增加了一個(gè)應用程序或改變了運行庫便導致無(wú)法編譯。這就需要開(kāi)發(fā)者投入足夠的時(shí)間和精力進(jìn)行排錯和修改，也會(huì )導致開(kāi)發(fā)進(jìn)度的延誤。

與Linux一樣，uClinux本身并不支持實(shí)時(shí)性應用，但通過(guò)實(shí)時(shí)性的修改(RTLinux或RTAI)可以提供基于內核空間和用戶(hù)空間的硬實(shí)時(shí)和軟實(shí)時(shí)的系統調用。

嵌入式操作系統uCfinux的應用開(kāi)發(fā)

下面通過(guò)本系統的一個(gè)具體實(shí)例來(lái)描述如何將應用程序添加~UuClinux，主要的標準方法有如下幾點(diǎn)：

(1)編寫(xiě)自己的源程序代碼和相應Makefile文件。uClinux/Linux的應用程序通常放在OS—HOME/user目錄下，我們在該目錄下創(chuàng )建一個(gè)XDQ目錄.且在該目錄下創(chuàng )建源文件xdq.c及它相應的Makefile文件。

(2)修改uClinux—Samsung/config/config.ink件。在該文件合適的位置增加如下內容：

mainmenu_ opTIon next comment

comment ‘xdq’

bool ‘xdq’ CONFIG_ USER_ XDQ_XDQ

endmenu

目的是在Make menuconfig時(shí)，uCLinux就會(huì )提示你是否需要編譯這個(gè)新的應用程序。

(3)修改uClinux—Samsung/user/Makefile 件。在該文件合適的位置增加下面一句：

dir-$(CONFIG_USER—XDQ—XDQ)+=xdq

加上這句后，如果你在Make menuconfig時(shí)選擇了這個(gè)新應用程序。則編譯時(shí)就會(huì )編譯這個(gè)新的應用程序。

把修改工作完成后要進(jìn)行內核的編譯工作，按照以前編譯uClinux內核的步驟進(jìn)行就可以了。

值得注意的一點(diǎn)是在第一步make menuconfig進(jìn)行內核配置的時(shí)候.在Target Platform SelecTIon，要選中Customize Vendor/User SetTIngs fNEW)，選中了該選項后，與最初我們配置內核過(guò)程不同的是.它還會(huì )在make menuconfig的最后出現一個(gè)對話(huà)框，在此進(jìn)行用戶(hù)應用程序的配置，在對話(huà)框里出現的文字是在config.in文件中添加的文字，選中要編譯的應用程序所在路徑，就會(huì )出現另一個(gè)對話(huà)框，選中要編譯的文件名，保存好內核配置后退出。用這種方法生成的可執行文件在romfs/bin目錄下。