嵌入式Linux系统——学习基础，Linux发展概述

嵌入式Linux基础

随着摩托罗拉手机 A760、IBM 智能型手表 WatchPad、夏普 PDA Zaurus 等一款款高性能 “智能数码产品”的出现，以及 Motolola、三星、MontaVista、飞利浦、Nokia、IBM、SUN 等众多国际顶级巨头的加入，嵌入式 Linux 的队伍越来越庞大了。在通信、信息、数字家庭、 工业控制等领域，随处都能见到嵌入式 Linux 的身影。根据美国 VDC（Venture Development Co.）统计数据显示，嵌入式 Linux 的市场规模从 2001 年的 5520 万美元，到 2006 将会增长 至 3.46 亿美元，在未来两年将占嵌入式操作系统市场份额的 50%。 究竟是什么原因让嵌入式 Linux 发展如此迅速呢？又究竟是什么原因让它能与强劲的 Vxworks、Window CE 相抗衡呢？这一切还是要归根于它的父亲——Linux 的功劳。可以说，嵌入 式 Linux 正是继承和发展了 Linux 的诱人之处才走到今天的，而 Linux 也正是有了嵌入式 Linux 的 广泛应用才使其更加引人瞩目。以下就从 Linux 开始，一层层揭开嵌入式 Linux 的面纱。

Linux 发展概述

简单地说，Linux 是指一套免费使用和自由传播的类 UNIX 操作系统。人们通常所说的 Linux 是指 Linus Torvalds 所写的 Linux 操作系统内核。 当时的 Linus 还是芬兰赫尔辛基大学的一名学生，他主修的课程中有一门课是操作系统， 而且这门课是专门研究程序的设计和执行。最后这门课程提供了一种称为 Minix 的初期 UNIX 系统。Minix 是一款仅为教学而设计的操作系统，而且功能有限。因此，和 Minix 的众多使 用者一样，Linus 也希望能给它添加一些功能。 在之后的几个月里，Linus 根据实际的需要，编写了磁盘驱动程序以便下载访问新闻组 的文件，又写了个文件系统以便能够阅读 Minix 文件系统中的文件。这样，“当你有了任务切 换，有了文件系统和设备驱动程序后，这就是 UNIX，或者至少是其内核。”于是，0.0.1 版本 的 Linux 就诞生了。 Linus 从一开始就决定自由传播 Linux，他把源代码发布在网上，于是，众多的爱好者和 程序员也都通过互联网加入到 Linux 的内核开发工作中。这个思想与 FSF（Free Software Foundation）资助发起的 GNU（GNU’s Not UNIX）的自由软件精神不谋而合。 GNU 是为了推广自由软件的精神以实现一个自由的操作系统，然后从应用程序开始，实 现其内核。而当时 Linux 的优良性能备受 GNU 的赏识，于是 GNU 就决定采用 Linus 及其开 发者的内核。在他们的共同努力下，Linux 这个完整的操作系统诞生了。其中的程序开发共 同遵守 General Public License（GPL）协议，这是最开放也是最严格的许可协议方式，这个协 议规定了源码必须可以无偿的获取并且修改。因此，从严格意义上说，Linux 应该叫做 GNU/Linux，其中许多重要的工具如 gcc、gdb、make、Emacs 等都是 GNU 贡献。 这个“婴儿版”的操作系统以平均两星期更新一次的速度迅速成长，如今的 Linux 已经 有超过 250 种发行版本，且可以支持所有体系结构的处理器，如 X86、PowerPC、ARM、 XSCALE 等，也可以支持带 MMU 或不带 MMU 的处理器。到目前为止，它的内核版本也已 经从原先的 0.0.1 发展到现在的 2.6.xx。

Linux 作为嵌入式操作系统的优势

从 Linux 系统的发展过程可以看出，Linux 从最开始就是一个开放的系统，并且它始终 遵循着源代码开放的原则，它是一个成熟而稳定的网络操作系统，作为嵌入式操作系统有如 下优势。

1．低成本开发系统

Linux 的源码开放性允许任何人可以获取并修改 Linux 的源码。这样一方面大大降低了 开发的成本，另一方面又可以提高开发产品的效率。并且还可以在 Linux 社区中获得支持， 用户只需向邮件列表发一封邮件，即可获得作者的支持。

2．可应用于多种硬件平台

Linux 可支持 X86、PowerPC、ARM、XSCALE、MIPS、SH、68K、Alpha、SPARC 等 多种体系结构，并且已经被移植到多种硬件平台。这对于经费、时间受限制的研究与开发项 目是很有吸引力的。Linux 采用一个统一的框架对硬件进行管理，同时从一个硬件平台到另 一个硬件平台的改动与上层应用无关。

3．可定制的内核

Linux 具有独特的内核模块机制，它可以根据用户的需要，实时地将某些模块插入 到内核中或者从内核中移走，并能根据嵌入式设备的个性需要量体裁衣。经裁减的 Linux 内核最小可达到 150KB 以下，尤其适合嵌入式领域中资源受限的实际情况。当前的 2.6 内核加入了许多嵌入式友好特性，如构建用于不需要用户界面的设备的小占板面积内核 选项。

4．性能优异

Linux 系统内核精简、高效和稳定，能够充分发挥硬件的功能，因此它比其他操作系统 的运行效率更高。在个人计算机上使用 Linux，可以将它作为工作站。它也非常适合在嵌入 式领域中应用，对比其他操作系统，它占用的资源更少，运行更稳定，速度更快。

5．良好的网络支持

Linux 是首先实现 TCP/IP 协议栈的操作系统，它的内核结构在网络方面是非常完整的， 并提供了对包括十兆位、百兆位及千兆位的以太网，还有无线网络、Token ring（令牌环）和 光纤甚至卫星的支持，这对现在依赖于网络的嵌入式设备来说无疑是很好的选择。