嵌入式linux文件系统
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嵌入式Linux操作系统是一种针对嵌入式设备设计和优化的Linux操作系统。
它在嵌入式系统中发挥着关键作用,为嵌入式设备提供了丰富的功能和灵活性。
以下是嵌入式Linux操作系统的原理和应用方面的概述:嵌入式Linux操作系统原理:内核:嵌入式Linux操作系统的核心是Linux内核,它提供了操作系统的基本功能,包括处理器管理、内存管理、设备驱动程序、文件系统和网络协议栈等。
裁剪:为了适应嵌入式设备的资源限制,嵌入式Linux操作系统通常经过裁剪和优化,只选择必要的功能和驱动程序,以减小内存占用和存储空间,并提高性能和响应速度。
交叉编译:由于嵌入式设备通常具有不同的硬件架构和处理器,所以嵌入式Linux操作系统需要通过交叉编译来生成适用于目标设备的可执行文件和库。
设备驱动:嵌入式Linux操作系统需要适配各种硬件设备,因此需要编写和集成相应的设备驱动程序,以使操作系统能够正确地与硬件进行通信和交互。
嵌入式Linux操作系统应用:嵌入式设备:嵌入式Linux操作系统广泛应用于各种嵌入式设备,如智能手机、平板电脑、家用电器、工业控制系统、车载设备等。
物联网(IoT):随着物联网的快速发展,嵌入式Linux操作系统被广泛应用于连接的嵌入式设备,用于数据采集、通信、远程控制和智能化管理。
嵌入式开发板:嵌入式Linux操作系统在开发板上提供了丰富的开发环境和工具链,用于嵌入式软件开发和调试。
自定义嵌入式系统:开发者可以基于嵌入式Linux操作系统构建自定义的嵌入式系统,根据特定需求进行定制和开发,实现各种功能和应用。
嵌入式Linux操作系统的原理和应用非常广泛,它为嵌入式设备提供了灵活性、可定制性和强大的功能支持,使得开发者能够构建高度定制化和功能丰富的嵌入式系统。
嵌⼊式Linux中常见的⽂件系统及特点1、Linux可⽀持的⽂件系统有多种,但是这么多种的⽂件系统都是基于Linux内核所提供的⽂件系统VFS的接⼝API。
因此对于Linux内核级别实现的⽂件系统只有VFS虚拟⽂件系统; 其余实现的⽂件系统都是调⽤VFS⽂件系统的API更上⼀层实现的;2、Linux⽂件系统的组成结构: 1、⽤户层:⽤户层向外提供Linux内核所⽀持⽂件系统的VFS的API接⼝ 内核层:内核实现了所说的各种⽂件系统 驱动层:驱动层是块设备的驱动程序 硬件层:硬件层是不同⽂件系统⽀持的存储器;3、Linux启动时的⽂件系统: 硬件上电启动,各项硬件初始化后,第⼀个启动的⽂件系统时RootFS根⽂件系统,如果说根⽂件系统没有起来,系统出现异常、将重启;4、常⽤的⽂件系统运⾏、存储设备有: DRAM、SDRAM以及ROM其中常使⽤flash;5、根据不同的存储介质,常见的⽂件系统有: 基于Flash(Nor、Nand)的⽂件系统有: jffs2:可读写,数据压缩、⽀持哈希表的⽂件系统,掉电保护;缺点:不适合使⽤在⼤容量的Nand Flash中,内存使⽤量太⼤极⼤降低数据操作速度; yaffs:读写速度快,占⽤内存⼩,实现内存访问异常处理;混合的垃圾回收算法;特别适合嵌⼊式设备使⽤;跨平台、⾃带Nand 芯⽚驱动 cramfs:只读的⽂件系统,执⾏速度快,内容⽆法扩充;⽂件系统健壮; romfs:简单紧凑、只读、不⽀持动态擦写;较多使⽤在uclinux系统上; 基于RAM存储介质的⽂件系统: ramdisk:将⼀部分固定⼤⼩的内存当做分区使⽤,不能真正算的上实际的⽂件系统,更像是⼀种机制,将实际的⽂件系统加载到内存中;将⼀些经常被访问的⽽⼜不会更改的⽂件放⼊到内存中,达到提⾼系统效率的⽬的;同时还负责将内核镜像与⽂件系统⼀块加载到内存中; ramfs/tmpfs :基于内存的⽂件系统,⼯作于虚拟⽂件系统层,可以创建多个⽂件系统,可以指定每个⽂件系统最⼤使⽤内存;这种⽂件系统将所有的⽂件都放在RAM中,既可以提⾼读写速度,也可以避免对flash⼤量的读写操作;⽂件系统不可以格式化,占⽤内存⼤⼩可以指定; ⽹络⽂件系统: NFS:是⼀种基于⽹络共享技术,可以在不同平台、不同机器、不同操作系统上实现⽂件共享、⽂件传输;在嵌⼊式Linux系统初始开发阶段可以⾮常⽅便⽂件传输、⽂件修改;地址异常进⼊模式描述0x0000,0000复位管理模式电平复位0x0000,0004未定义指令异常未定义模式遇到不能处理的指令,⽆法识别的指令0x0000,000c 软件中断管理模式异常发⽣时CPU处理的步骤:R13(sp),R15(PC)1、保存当前执⾏位置:LR寄存器(R14)2、保存当前执⾏状态:CPSR3、寻找中断⼊⼝,中断向量表:PC寄存器找向量地址4、执⾏中断处理完成:5、中断返回,继续执⾏:R14 <exception_mode> = return linkSPSR<exception_mode>=CPSRCPSR[4:0] =exception mode number;/* 处理器⼯作模式控制位 */CPSR[5]=0; /* 使⽤ARM指令集 */If<exception_mode> == reset or FIQ thenCPSR[6]= 1;/* 屏蔽快速中断FIQ */CPSR[7]=1; /* 屏蔽外部中断IRQ */PC=exception vector address;复位异常中断处理程序的主要功能:1、设置异常中断向量表:2、初始化数据栈和寄存器:3、初始化存储系统MMU:4、初始化关键IO设备:5、使能中断:6、处理器切换到合适的模式:7、初始化C变量跳转到应⽤程序执⾏:R14<SVC> = 设置相应的值;SPSR<SVC> = 设置相应的值;CPSR[4:0]=0b10011;/* 进⼊特权模式 */CPSR[5]=0; /* 使⽤ARM指令集 */CPSR[6] =1; /* 禁⽌相关关闭FIQ */CPSR[7] =1; /* 禁⽌IRQ */If high vectors configured thenPC=0xffff,0000;ElsePC= 0x0000,0000;其余的异常以此类推;异常的优先级:1、Reset: 优先级1(最⾼)2、Data abort:23、FIQ:34、IRQ:45、Prefetch abort:56、SWI或者undefined instruction:6(最低),软件中断异常或者未定义指令异常ARM硬件接⼝:1、程序的链接地址和程序地址:ld程序链接地址程序链接地址:是程序运⾏的起始地址;程序地址:是程序保存在硬盘中的地址;2、呵呵呵。
嵌入式Linux中CramFS根文件系统的移植实现在嵌入式Linux系统开发中,根文件系统是一个重要的组成部分。
而CramFS是一种专门针对嵌入式系统应用的文件系统格式,其最大的优势是占用空间小,是一种压缩方式的文件系统,可大幅度减小系统的存储容量,因此在嵌入式系统开发中经常使用。
本文将介绍嵌入式Linux中CramFS根文件系统的移植实现。
一、CramFS的特点CramFS是Linux下的一种轻量级只读文件系统,以一种特殊的方式进行压缩,并且数据文件被强制以固定大小的块存储。
与其他文件系统不同,CramFS在挂载时不需要解压缩,因为它已经被预先压缩了。
CramFS还具有以下特点:(1)支持文件系统压缩,可大幅度降低系统存储空间占用。
(2)只读的文件系统,可以保证文件系统的完整性和安全性。
(3)支持嵌入式系统的启动和挂载。
二、CramFS根文件系统移植实现在嵌入式系统开发中,CramFS根文件系统的移植实现步骤如下:1、准备文件系统首先需要构建CramFS文件系统。
可以在Linux环境下创建CramFS文件系统,也可以将现有的文件系统转换为CramFS 格式。
构建好CramFS文件系统后,需要将其打包成initramfs 格式。
2、配置内核将打包好的initramfs文件放到内核源码根目录下,并在内核配置文件中进行相关配置:```CONFIG_INITRAMFS_SOURCE="<path>/initramfs.cramfs" CONFIG_RD_GZIP=yCONFIG_RD_XZ=yCONFIG_RD_LZMA=yCONFIG_RD_BZIP2=y```其中,INITRAMFS_SOURCE是initramfs所在的路径。
3、编译内核对内核进行编译,生成内核和相关驱动。
4、烧录将生成的内核和相关驱动烧录到目标设备中,然后重启设备。
三、总结CramFS是一种专门针对嵌入式系统应用的文件系统格式,它具有压缩率高、只读文件系统、支持启动和挂载等优点。
第27卷第9期 计算机应用与软件Vo l 127No .92010年9月 Co m puter Applicati o ns and Soft w are Sep .2010嵌入式Linux 根文件系统中Qt/Embedded 的升级王 芳1 王 凯2 王先超31(天津师范大学 天津300387)2(中国船舶重工集团707所 天津300131)3(合肥工业大学 安徽合肥230009)收稿日期:2008-11-21。
王芳,硕士生,主研领域:智能信息处理,嵌入式系统结构,网格技术。
摘 要 针对系统的应用需求,在嵌入式ARM L inux 2.4.18操作系统根文件系统上实现了Q t/E m bedded 的升级。
分析嵌入式L i nux 根文件系统的基本结构和设置,阐述了设计所实现的根文件系统的组织结构和实现机制,描述了交叉编译Q t/Embedded3.1的过程,并将交叉编译过的Q t/Em bedded3.1的库添加到嵌入式L i nux 根文件系统中,使其支持高版本的Q t/E m bedded3.1,极大地方便了GU I 应用程序的开发。
关键词 嵌入式L i nux 根文件系统 GU I Q t /EmbeddedUPDATI NG QT /E M BEDDED I N E M BEDDED L I NUX ROOT FI LES YS TE MW ang Fang 1 W ang K ai 2 W ang X i a nchao31(T ian ji n N or ma l Un iversit y,T i anjin 300387,Ch i na )2(707R ese a rch,In stit u te of Ch i na Sh i pbu il d i ng Indu st ry C orporation,T i anjin 300131,Ch ina )3(H efe i Un i versit y o f Technol ogy,H e fei 230009,Anhui ,China )Abstrac t In this article ,Q t/Em bedded is introduced to be updated i n e mbedded ARM L i nux 2.4.18operati ng syste m .s roo t filesyste m i nli ght o f syste m .s app licati on requ irem ent .T he basic structure and the se tti ng of e m bedded L i nux root fil esystem is analyzed i n the arti c l e ,theo rganisa tion struct u re and realisation mechan i s m o f the roo t filesyste m i m ple m ented i n t he desi gn i s expounded as we l.l The pro cess o f cross -comp ili ng Q t/E m bedded3.1i s depicted ,and the li brary o f cross -co m pil ed Q t/Em bedded3.1is added t o t he e mbedded L i nux root filesystem o f the syste m to enab l e it to suppo rt hi gh editi on Q t /Embedded3.1,w hich m akes GU I app lica ti on develop m ent eas i er a great dea.l K eywords Embedded L i nux roo t fil esystem GU I Q t/E m bedded0 引 言随着嵌入式设备硬件条件的提高,嵌入式系统已经能够支持轻量级GU I 。