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embedded linux指的是什么

更新时间：2023-10-10

Embedded Linux 指的是嵌入式系统中使用 Linux 内核和相关工具的操作系统。它是一个特定领域的操作系统，可以在像嵌入式设备这样的嵌入式系统中实现各种应用程序。使用嵌入式 Linux 的好处是可以利用丰富的 Linux 软件生态系统、强大的网络和安全功能，以及普遍的社区支持。

段落一：嵌入式 Linux 基础知识

在嵌入式 Linux 中，最重要的是内核。内核是操作系统的核心，它与硬件直接交互并管理系统资源。嵌入式 Linux 的内核是定制的、精简的，仅包含需要的组件和驱动程序。嵌入式 Linux 中的其他组件包括文件系统、库和应用程序。例如，以下是一个基本的嵌入式 Linux 系统架构：

+-----------------+
|                 |
|   Application   |
|       ...       |
|                 |
+-----------------+
|                 |
|      Library    |
|       ...       |
|                 |
+-----------------+
|                 |
|   File System   |
|       ...       |
|                 |
+-----------------+
|                 |
| Kernel |  Device |
|        | Drivers|
+-----------------+

在这个系统架构中，应用程序位于最上层，访问库和其他操作系统组件以提供所需的功能。库包括许多常见的库，如 uClibc 和 glibc，它们提供常见的 C 库函数，如 printf() 和 scanf()。文件系统包含操作系统使用的文件和数据，例如配置文件、设备节点、驱动程序等。内核及其驱动程序与硬件直接交互，为上层组件提供接口。

段落二：创建一个嵌入式 Linux 系统

创建一个嵌入式 Linux 系统需要用到一个交叉编译器。交叉编译器用于编译程序，其中，编译器位于一个平台上，它很明确地生成在另一种平台上运行的应用程序。这意味着您可以在一台主机上编译和链接应用程序，并将其拷贝到嵌入式设备中运行。以下是创建一个嵌入式 Linux 系统的步骤： 1. 获取交叉编译器：选择合适的交叉编译器，例如 arm-linux-gcc。 2. 下载内核源代码：通常选择合适的版本的 Linux 内核，它至少包含了嵌入式设备支持的驱动程序和基本组件。例如，可以使用以下命令来下载 v4.9-rc1 版本的 Linux 内核源代码：

wget https://git.kernel.org/torvalds/t/linux-4.9-rc1.tar.gz
tar -xzvf linux-4.9-rc1.tar.gz

3. 配置内核：使用 make menuconfig 命令进入内核的配置菜单。您可以在此处选择需要的配置项并排除不需要的模块。例如，您可以使用以下命令启动内核配置菜单：

make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi- menuconfig

4. 编译内核：使用 make 命令编译内核。以下是编译命令：

make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi- zImage
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi- modules

5. 安装内核：将新编译的内核和其他所需文件复制到嵌入式设备中。 6. 添加文件系统：可以使用 BusyBox 等工具创建一个基本的文件系统。

段落三：嵌入式 Linux 应用程序

嵌入式 Linux 应用程序与普通的 Linux 应用程序类似，它们使用相同的编程语言（如 C 和 C++）和开发工具。但由于嵌入式系统的限制，嵌入式 Linux 应用程序需要更少的内存和存储空间，并且需要更好的性能。以下是一个简单的嵌入式 Linux C 应用程序示例：

#include 

int main(void)
{
    printf("Hello, Embedded Linux!\n");
    return 0;
}

将此代码保存为 hello.c 并编译：

arm-linux-gcc hello.c -o hello

在嵌入式设备上运行此应用程序：

./hello

应用程序将输出“Hello, Embedded Linux!”的字符串。

段落四：嵌入式 Linux 开发示例

以下是一个嵌入式 Linux 开发示例，它演示如何使用 Linux 内核解决方案来完成一个嵌入式系统任务。示例代码使用 RPi，这是一款树莓派上的嵌入式系统。该示例需要使用 wiringPi 库，因此需要先安装该库：

apt-get install wiringpi

示例代码将 LED 灯设置为在 1 秒钟内以交替的方式闪烁。以下是示例代码：

#include 
#include 

#define LED_PIN  7    // GPIO 4 on RPi
#define LED_ON   HIGH
#define LED_OFF  LOW

int main()
{
    int i;

    if (wiringPiSetup() == -1)
        return 1;

    pinMode (LED_PIN, OUTPUT);

    for (i = 0; i < 10; i++)
    {
        digitalWrite (LED_PIN, LED_ON);
        delay (500);
        digitalWrite (LED_PIN, LED_OFF);
        delay (500);
    }

    return 0;
}

将此代码保存为 led.c 并编译：

arm-linux-gcc -Wall -o led led.c -lwiringPi

在嵌入式设备上运行应用程序：

./led

在 1 秒钟内，LED 灯将闪烁 10 次。总结 Embedded Linux 是在嵌入式系统中使用 Linux 内核和相关工具的操作系统。嵌入式 Linux 包含内核、驱动程序、库、应用程序和文件系统等组件。创建嵌入式 Linux 系统需要使用交叉编译器，并且需要对内核和文件系统进行配置和编译。嵌入式 Linux 应用程序可以使用普通的 C 和 C++ 相关工具开发，但需要考虑嵌入式系统的限制。嵌入式 Linux 开发示例演示了如何使用 WiringPi 库在树莓派上开发一个简单的嵌入式 Linux 应用程序。

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