uclinux特点

uclinux是一种优秀的嵌入式linux版本,是micro-controller-linux的缩写。它秉承了标准linux的优良特性, 经过各方面的小型化改造,形成了一个高度优化的、代码紧凑的嵌入式linux。虽然它的体积很小,却仍然保留了linux的大多数的优点:稳定、良好的移植性、优秀的网络功能、对各种文件系统完备的支持和标准丰富的api。它专为嵌入式系统做了许多小型化的工作,目前已支持多款cpu。 其编译后目标文件可控制在几百kb数量级,并已经被成功地移植到很多平台上。
uclinux从linux 2.0/2.4内核派生而来[1] ,沿袭了linux的绝大部分特性。它是专门针对没有mmu(内存管理单元)的cpu,并且为嵌入式系统做了许多小型化的工作。它通常用于具有很少内存或flash的嵌入式操作系统。在gnu通用许可证的保证下,运行uclinux操作系统的用户可以使用几乎所有的linux api函数。由于经过了裁剪和优化,它形成了一个高度优化,代码紧凑的嵌入式linux。它具有体积小、稳定、良好的移植性、优秀的网络功能、完备的对各种文件系统的支持,以及丰富的api函数等优点。uclinux与linux在兼容性方面表现出色,uclinux除了不能实现fork()外,其余uclinux的api函数与标准linux完全相同。
特点 标准linux可能采用的小型化方法 1. 重新编译内核
linux内核采用模块化的设计,即很多功能块可以独立的加上或卸下,开发人员在设计内核时把这些内核模块作为可选的选项,可以在编译系统内核时指定。因此一种较通用的做法是对linux内核重新编译,在编译时仔细的选择嵌入式设备所需要的功能支持模块,同时删除不需要的功能。通过对内核的重新配置,可以使系统运行所需要的内核显著减小,从而缩减资源使用量。
2. 制作root文件系统映象
linux系统在启动时必须加载根(root)文件系统,因此剪裁系统同时包括root file system的剪裁。在x86系统下,linux可以在dos下,使用loadlin文件加载启动,
uclinux采用的小型化方法 1.uclinux的内核加载方式
uclinux的内核有两种可选的运行方式:可以在flash上直接运行,也可以加载到内存中运行。这种做法可以减少内存需要。
flash运行方式:把内核的可执行映象烧写到flash上,系统启动时从flash的某个地址开始逐句执行。这种方法实际上是很多嵌入式系统采用的方法。
内核加载方式:把内核的压缩文件存放在flash上,系统启动时读取压缩文件在内存里解压,然后开始执行,这种方式相对复杂一些,但是运行速度可能更快(ram的存取速率要比flash高)。同时这也是标准linux系统采用的启动方式。
2.uclinux的根(root)文件系统
uclinux系统采用romfs文件系统,这种文件系统相对于一般的ext2文件系统要求更少的空间。空间的节约来自于两个方面,首先内核支持romfs文件系统比支持ext2文件系统需要更少的代码,其次romfs文件系统相对简单,在建立文件系统超级块(superblock)需要更少的存储空间。romfs文件系统不支持动态擦写保存,对于系统需要动态保存的数据采用虚拟ram盘的方法进行处理(ram盘将采用ext2文件系统)。
3.uclinux的应用程序库
uclinux小型化的另一个做法是重写了应用程序库,相对于越来越大且越来越全的glibc库,uclibc对libc做了精简。uclinux对用户程序采用静态连接的形式,这种做法会使应用程序变大,但是基于内存管理的问题,不得不这样做(这将在下文对uclinux内存管理展开分析时进行说明),同时这种做法也更接近于通常嵌入式系统的做法。
缺点 正如中国古语云“人无完人”,uclinux也有一些不足之处:
文档的不足
与linux及其他自由软件类似,uclinux的文档十分不足:缺乏组织和一致的文档、热门技术和分类文档众多而杂乱无章、非热点部分文档缺失甚至没有文档。对于开发人员而言,往往要深入程序的源代码找寻有用的资料。
bug问题
uclinux与硬件平台直接相关。对于有商业公司赞助的硬件平台,其相关代码和bug更新较快,编译和执行都十分顺利;但对于非商业支持的硬件平台,其内核和应用程序代码都得不到及时更新和排错。这种现象在内核源代码树还不是十分普遍,但在uclinux自带的应用程序库中却经常发生编译错误,往往是增加了一个应用程序或改变了运行库便导致无法编译。这就需要开发者投入足够的时间和精力进行排错和修改,也会导致开发进度的延误。
与linux一样,uclinux本身并不支持实时性应用,但通过实时性的修改(rtlinux或rtai)可以提供基于内核空间和用户空间的硬实时和软实时的系统调用。
嵌入式操作系统ucfinux的应用开发 下面通过本系统的一个具体实例来描述如何将应用程序添加~uuclinux,主要的标准方法有如下几点:
(1)编写自己的源程序代码和相应makefile文件。uclinux/linux的应用程序通常放在os—home/user目录下,我们在该目录下创建一个xdq目录.且在该目录下创建源文件xdq.c及它相应的makefile文件。
(2)修改uclinux—samsung/config/config.ink件。在该文件合适的位置增加如下内容:
mainmenu_ option next comment
comment ‘xdq’
bool ‘xdq’ config_ user_ xdq_xdq
endmenu
目的是在make menuconfig时,uclinux就会提示你是否需要编译这个新的应用程序。
(3)修改uclinux—samsung/user/makefile 件。在该文件合适的位置增加下面一句:
dir-$(config_user—xdq—xdq)+=xdq
加上这句后,如果你在make menuconfig时选择了这个新应用程序。则编译时就会编译这个新的应用程序。
把修改工作完成后要进行内核的编译工作,按照以前编译uclinux内核的步骤进行就可以了。
值得注意的一点是在第一步make menuconfig进行内核配置的时候.在target platform selection,要选中customize vendor/user settings fnew),选中了该选项后,与最初我们配置内核过程不同的是.它还会在make menuconfig的最后出现一个对话框,在此进行用户应用程序的配置,在对话框里出现的文字是在config.in文件中添加的文字,选中要编译的应用程序所在路径,就会出现另一个对话框,选中要编译的文件名,保存好内核配置后退出。用这种方法生成的可执行文件在romfs/bin目录下。
选择完要编译的源文件后.接下来就进行make dep,makeclean等内核编译的后几步。以上介绍的是一种基本的添加用户应用程序的方法,在将用户应用程序添加uclinux内核运行时,都需要对内核进行部分或全部的编译,每次对内核编译完成后,都要先将flash存储器中的内容擦除,然后重新烧写新编译好的内核到flash存储器中去。

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