关于嵌入式设备上的Linux 系统开发

创建 JFFS2 文件系统

在 Linux 下，用 mkfs.jffs2 命令创建 JFFS2 文件系统(基本上是使用 JFFS2 的 Ramdisk)。

清单 7. 创建 JFFS2 文件系统

mkdir jffsfile

cd jffsfile

/* copy all the /bin, /etc, /usr/bin, /sbin/ binaries and /dev entries

that are needed for the filesystem here */

/* Type the following command under jffsfile directory to create the JFFS2 Image */

./mkfs.jffs2 -e 0x40000 -p -o ../jffs.image

上面显示了 mkfs.jffs2 的典型用法。 -e 选项确定闪存的擦除扇区大小(通常是 64 千字节)。 -p 选项用来在映像的剩余空间用零填充。 -o 选项用于输出文件，通常是 JFFS2 文件系统映像 D 在本例中是 jffs.image。一旦创建了 JFFS2 文件系统，它就被装入闪存中适当的位置(引导装载程序告知内核查找文件系统的地址)以便内核能挂装它。

tmpfs

当 Linux 运行于嵌入式设备上时，该设备就成为功能齐全的单元，许多守护进程会在后台运行并生成许多日志消息。另外，所有内核日志记录机制，象 syslogd、dmesg 和 klogd，会在 /var 和 /tmp 目录下生成许多消息。由于这些进程产生了大量数据，所以允许将所有这些写操作都发生在闪存是不可取的。由于在重新引导时这些消息不需要持久存储，所以这个问题的解决方案是使用 tmpfs。

tmpfs 是基于内存的文件系统，它主要用于减少对系统的不必要的闪存写操作这一唯一目的。因为 tmpfs 驻留在 RAM 中，所以写/读/擦除的操作发生在 RAM 中而不是在闪存中。因此，日志消息写入 RAM 而不是闪存中，在重新引导时不会保留它们。tmpfs 还使用磁盘交换空间来存储，并且当为存储文件而请求页面时，使用虚拟内存(VM)子系统。

tmpfs 的 优点包括：

动态文件系统大小 D 文件系统大小可以根据被复制、创建或删除的文件或目录的数量来缩放。使得能够最理想地使用内存。

速度 D 因为 tmpfs 驻留在 RAM，所以读和写几乎都是瞬时的。即使以交换的形式存储文件，I/O 操作的速度仍非常快。

tmpfs 的一个 缺点是当系统重新引导时会丢失所有数据。因此，重要的数据不能存储在 tmpfs 上。

挂装 tmpfs

诸如 Ext2fs 和 JFFS2 等大多数其它文件系统都驻留在底层块设备之上，而 tmpfs 与它们不同，它直接位于 VM 上。因而，挂装 tmpfs 文件系统是很简单的事：

清单 8. 挂装 tmpfs

/* Entries in /etc/rc.d/rc.sysinit for creating/using tmpfs */

# mount -t tmpfs tmpfs /var -o size=512k

# mkdir -p /var/tmp

# mkdir -p /var/log

# ln -s /var/tmp /tmp

上面的命令将在 /var 上创建 tmpfs 并将 tmpfs 的最大大小限制为 512 K。同时，tmp/ 和 log/ 目录成为 tmpfs 的一部分以便在 RAM 中存储日志消息。

如果您想将 tmpfs 的一个项添加到 /etc/fstab，那么它可能看起来象这样： tmpfs /var tmpfs size=32m 0 0

这将在 /var 上挂装一个新的 tmpfs 文件系统。

图形用户界面(GUI)选项

从用户的观点来看，图形用户界面(GUI)是系统的一个最至关重要的方面：用户通过 GUI 与系统进行交互。所以 GUI 应该易于使用并且非常可靠。但它还需要是有内存意识的，以便在内存受限的、微型嵌入式设备上可以无缝执行。所以，它应该是轻量级的，并且能够快速装入。

另一个要考虑的重要方面涉及许可证问题。一些 GUI 分发版具有允许免费使用的许可证，甚至在一些商业产品中也是如此。另一些许可证要求如果想将 GUI 合并入项目中则要支付版税。

最后，大多数开发人员可能会选择 XFree86，因为 XFree86 为他们提供了一个能使用他们喜欢的工具的熟悉环境。但是市场上较新的 GUI，象 Century Software 的 Microwindows(Nano-X)和 Trolltech 的 QT/Embedded，与 X 在嵌入式 Linux 的竞技舞台中展开了激烈竞争，这主要是因为它们占用很少的资源、执行的速度很快并且具有定制窗口构件的支持。

让我们看一看这些选项中的每一个。

Xfree86 4.X(带帧缓冲区支持的 X11R6.4)

XFree86 Project, Inc. 是一家生产 XFree86 的公司，该产品是一个可以免费重复分发、开放源码的 X Window 系统。X Window 系统(X11)为应用程序以图形方式进行显示提供了资源，并且它是 UNIX 和类 UNIX 的机器上最常用的窗口系统。它很小但很有效，它运行在为数众多的硬件上，它对网络透明并且有良好的文档说明。X11 为窗口管理、事件处理、同步和客户机间通信提供强大的功能 D 并且大多数开发人员已经熟悉了它的 API。它具有对内核帧缓冲区的内置支持，并占用非常少的资源 D 这非常有助于内存相对较少的设备。X 服务器支持 VGA 和非 VGA 图形卡，它对颜色深度 1、2、4、8、16 和 32 提供支持，并对渲染提供内置支持。最新的发行版是 XFree86 4.1.0。

它的 优点包括：

帧缓冲区体系结构的使用提高了性能。

占用的资源相对很小 D 大小在 600 K 到 700 K 字节的范围内，这使它很容易在小型设备上运行。

非常好的支持：在线有许多文档可用，还有许多专用于 XFree86 开发的邮递列表。

X API 非常适合扩展。

它的 缺点包括：

比最近出现的嵌入式 GUI 工具性能差。

此外，当与 GUI 中最新的开发 D 象专门为嵌入式环境设计的 Nano-X 或 QT/Embedded D 相比时，XFree86 似乎需要更多的内存。

Microwindows

Microwindows 是 Century Software 的开放源代码项目，设计用于带小型显示单元的微型设备。它有许多针对现代图形视窗环境的功能部件。象 X 一样，有多种平台支持 Microwindows。

Microwindows 体系结构是基于客户机/服务器的并且具有分层设计。最底层是屏幕和输入设备驱动程序(关于键盘或鼠标)来与实际硬件交互。在中间层，可移植的图形引擎提供对线的绘制、区域的填充、多边形、裁剪以及颜色模型的支持。

在最上层，Microwindows 支持两种 API：Win32/WinCE API 实现，称为 Microwindows;另一种 API 与 GDK 非常相似，它称为 Nano-X。Nano-X 用在 Linux 上。它是象 X 的 API，用于占用资源少的应用程序。