这是一篇关于关于嵌入式Linux操作系统知识点的文章，希望通过此，大家能温故了解Linux和嵌入式的知识点概念。

1. Linux系统组成

用户角度：由内到外，依次是：内核-》系统程序（工具）-》shell-》用户工具；
开发者角度：分两部分，软件与硬件：硬件是基础，软件包括两部分：系统软件和用户软件，其中系统软件包含驱动程序。系统软件主要实现对系统软、硬件资源的管理，用户软件主要根据具体需求实现相应功能。
静态角度：以PC为例的话，包括：BIOS、Grub、内核、根文件系统；以嵌入式系统为例的话，包括：Bootloader、内核、根文件系统。

2. Linux文件系统主要目录作用：

  • /bin：普通命令；
    /sbin：系统命令；
    /lib：动态库默认位置；
    /dev：设备文件目录；
    /etc：配置文件所在目录；
    /root：root用户所在目录;
    /home：普通用户所在目录

3. linux常见命令：

  • ls：查看目录文件或其属性；
    cp：拷备
    rm：删除
    mv：剪切、重命名
    tar：打包、压缩、解压、拆包，常用操作：
    打包压缩：tar -jcvf file.tar.bz2 file //注：前面的”-”也可省掉，采用bsd模式
    tar -zcvf file.tar.gz file
    解压拆包：tar -jxvf file.tar.bz2
    tar -zxvf file.tar.gz
    man：查系统命令、库函数等
    tab：用于自动补齐文件名
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4. 嵌入式系统概念：以应用为中心、以计算机技术为基础，软、硬件可裁剪，对性能、可靠性、功耗、体积等有严格要求的专用计算机系统。

5. 静态角度看嵌入式Linux系统构成：bootloader、内核、根文件系统

6. 本地开发：在一种平台上完成编辑、编译、调试、运行的开发模式； 交叉开发：在一种平台上完成编辑、编译、调试，在另一种平台上运行的开发模式。通常采用的模式为宿主机——目标机。

7. 嵌入式系统软件分类：系统软件、应用软件。前者用于完成系统软、硬件资源，后者用于满足用户具体应用需求。

8. 常用交叉工具：arm-linux-gcc/as/ld/ar等。

9. 嵌入式Linux系统在emmc上布局：最开头部分放置bootloader，然后放置内核，通常内核与bootloader之间会空一些区域用于存放系统启动参数，其他区域放置根文件系统或其他扩展文件系统。

10. gcc编译四个阶段：预处理、编译、汇编、链接。

  • 预处理：gcc -E -o hello.i hello.c
    编译: gcc -S -o hello.s hello.i
    汇编: gcc -c hello.s -o hello.o
    链接: gcc hello.o -c hello
    执行: ./hello

11. 采用gdb调试程序时，在编译程序时需使其包含调试信息，编译时需加“-g”选项。

12. bootloader概念：在系统启动前或应用程序执行前，首先执行的一小段代码。

13. bootloader作用：初始化硬件，建立内存映射，为系统启动准备环境。

14. bootloader不属于内核，其与平台相关的代码采用汇编编写，该部分程序不具备可移植性。

15. ARM上电后从0地址开始执行。因此，需将uboot映射到0地址处。

16. bootloader程序分两阶段：汇编、C。前者完成模式切换、关MMC、看门狗、中断等，初始化时钟、内存、可信域，拷备uboot部分代码，设置栈，跳到C部分(board_init_f());汇编阶段初始化本阶段所需硬件，等一小会（要么进uboot系统，要么设置内核参数、启动内核）。

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  1. uboot常用命令：
  2. help; //查命令集，查具体命令
  3. mmc类命令：
  4. 环境变量类：setenv、editenv、saveenv、printenv（pri）
  5. 命令序列定义：用setenv定义，命令序列用双引号括起，各命令用分号分隔。
    命令序列运行：run 命令序列变量名

18. 与内核启动相关的两个重要环境变量：

  • bootcmd：自启动命令序列；
    bootargs：自启动命令参数；以实验时bootargs取值为例，详细说明每一段的作用。
    “root=/dev/nfs” --告诉内核根目录是网络中的共享
    “nfsroot=Linux操作系统的基础知识_设备号ipaddr” --开发板的ip地址
    “ethmac=$usbethaddr” --开发板的mac地址
    “console=ttySAC0,115200” --内核启动时，信息向哪里打印，ttySAC0指的是开发板的串口0。
    “init=/sbin/init” --告诉内核，内核启动后，第一个要启动的程序是什么，也就是1号进程。
  • bootdelay：自启动延迟时间

19. 内核配置4种方法：make config、make menuconfig、make gconfig、make xconfig

20. 内核配置操作：三选一、二选一、字符串，以及各自采用的括号。

21. 内核最终配置文件为：.config

22. 内核编译：make，可用选项：-jn，采用n线程；v=1，完整信息输出；重定向

23. Linux内核编译的最终结果：zImage，位置在arch/arm/boot下，是一个可执行文件。

24. Linux内核配置系统三部分：Makefile、Kconfig、以及配置工具。其中，Makefile和Kconfig通过.config文件联系起来。

25. zImage生成过程：（理解），执行make时，读取.config文件，根据其中的配置项，再由Makefile对相应目录下源文件进行编译，生成*.o，之后对各目录下的*.o文件进行合并得到built-in.o，再对各个built-in.o文件进行链接，得到最原始的内核文件vmlinux，接着对vmlinux文件进行瘦身，去除调试信息、符号表等内容，进行格式转换（转成二进制），生成arch/arm/boot/Image文件，再接着利用gzip对其进行压缩，生成arch/arm/boot/compressed/piggy.gz文件，然后编译head.s、misc.s等文件，将piggy.o一起合并为压缩的、包含自解压工具的内核文件arch/arm/boot/compressed/vmlinux，之后再进行格式化转换得到zImage。

26. 根文件系统概念：存放运行、维护系统所必须的各种工具软件、库、配置文件及其他文件的地方。

27. 根文件系统构建方法：按照FHS标准创建目录，然后填充目录：填充命令（/bin、/sbin、/usr/bin、/usr/sbin）、填充库（/lib、/usr/lib）、填充/etc（initfs、inittab、profile）、填充/dev（null、console）

28. init执行完整流程：

挂载完根文件系统后，首先执行init程序，init程序读取inittab初始化列表，先执行其中动作为sysinit的命令，然后执行动作为wait的命令，接着once的命令；之后循环执行：respawned/askfirst的命令。具体：

Linux操作系统的基础知识_linux_02

29. 模块概念：没有经过链接，不能独立执行的目标文件，链接后运行在内核空间。

特点：灵活；缺点：易破坏系统稳定性。

30. 模块入口声明：module_init()；出口声明：module_exit()

31. 模块编译两种方法：树内、树外。

32. 编译方法：make或make modules

33. 模块命令：insmod、rmmod、lsmod、modinfo等

34. 驱动程序：内核通过驱动驾驭硬件，是内核与硬件之间的接口。

35. 设备分类：字符、块、网络设备。设备节点，即设备文件。位置在/dev目录下。

36. 设备号：一个具体的硬件，通过主、次设备号来表示。

37. 设备驱动三大数据结构：file_operations、file、inode

38. 字符设备注册：

  • 早期方法：
    注册：register_chrdev()
    注销：unregister_chrdev()
    新方法：
    新申请、注册设备号，再申请cdev结构，注册字符设备。
    设备号申请与注册：
    register_chrdev_region() //设备号已知
    alloc_chrdev_region() //设备号未知
    注销：unregister_chrdev_region()
    设备申请与注册：
    cdev_alloc()
    cdev_init()
    cdev_add()
    注销：cdev_del()

39. 手动创建设备文件：mknod 文件名 类型 主设备号 次设备号

40. 设备号：dev_t类型数据，高12位主设备号，低20位次设备号

宏： MAJOR()、MINOR()、MKDEV()

41. 自动创建设备文件：

class_create()
device_create()
销毁：
device_destroy()
class_destroy()

42. 虚地址概念：操作系统启动MMU后，CPU经MMU获取的地址。

实地址概念：物理地址。

43. 地址映射：

  • 建立映射： 虚地址=ioremap(实地址，大小)
    取消映射： iounmap(虚地址)

44. 并发：真并发、伪并发，及原因。

45. 临界区的概念：会产生并发访问，且包含共享资源的代码段。

46. 原子操作：整型原子操作、位原子操作。仅用于保证这两种类型的变量在进行操作时具有不可分割性。

47. 死锁：单进程死锁、多进程多资源死锁。

48. 其他同步：自旋锁、读写自写锁、信号量、读写信号量、互斥体，掌握各种同步方法的特点。