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uclinux特点

作者:时间:2018-08-31来源:网络收藏

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。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201808/388128.htm

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。

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。

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关键词: uclinux 特点

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