基于Linux內(nèi)核的嵌入式系統(tǒng)驅(qū)動移植應(yīng)用探析

楊 宇

（1.銅仁學(xué)院 貴州 554300；2.銅仁學(xué)院計算機(jī)應(yīng)用研究所 貴州 554300）

0 引言

Linux 內(nèi)核具有內(nèi)核穩(wěn)定等特點，并且十分方便定制，這個內(nèi)核具有完善健全的網(wǎng)絡(luò)通信和進(jìn)行文件管理的模式和機(jī)制，使其成為計算機(jī)領(lǐng)域的一種新型的軟件。在一些職能手機(jī)中都有相當(dāng)大量的運用。然而，在嵌入式發(fā)展的領(lǐng)域，各種硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)都不盡相同，大多都是具有種類繁多的特點。本文中我們主要研究如何使linux快速的移植到新的硬件平臺上，成為了當(dāng)前必須要解決的一個問題。

1 linux操作系統(tǒng)

操作系統(tǒng)是計算機(jī)系統(tǒng)中的一個系統(tǒng)軟件，這個系統(tǒng)管理與控制計算機(jī)中的硬件設(shè)施和那軟件設(shè)施。還對整臺計算機(jī)的工作流程進(jìn)行的組織與合理的把握，組織這些流程方便我們對計算機(jī)資源進(jìn)行更有效的整合利用，從而方便信息的集中，為浙西額計算機(jī)用戶們提供起來一個功能更加強(qiáng)大的。更加方便快捷高效的工作環(huán)境。Linux是逐漸在互聯(lián)網(wǎng)被大眾所熟知的，摒棄而這個內(nèi)核系統(tǒng)也在一天天的不斷完善，具有很多優(yōu)勢，高效穩(wěn)定廣泛適用于各種各樣的信息平臺。操作系統(tǒng)是存活在在計算機(jī)中的一個最為基本的系統(tǒng)，這個系統(tǒng)負(fù)責(zé)計算機(jī)中的所有測資源，包括硬件與軟件組織，操作系統(tǒng)也是唯一一個能夠直接的與計算機(jī)的硬件系統(tǒng)打交道的軟件，同時還為計算機(jī)用戶提供了良好的界面，因此操作系統(tǒng)是協(xié)調(diào)計算機(jī)的各組成分之間關(guān)系的重要的軟件系統(tǒng)。在我們國家隨著操作系統(tǒng)的出現(xiàn)和問世以來，我們對操作系統(tǒng)的使用，也促進(jìn)了操作系統(tǒng)的發(fā)展，這些是自從計算機(jī)問世以來，就在這個領(lǐng)域內(nèi)取得了一個重大的進(jìn)展。操作系統(tǒng)具體指的就是一種系統(tǒng)軟件，操作系統(tǒng)的功能有：管理系統(tǒng)資源、控制一定的程序的執(zhí)行、提供各種類型的個性服務(wù)，從而為用戶高效能有效充分的使用來提供一個最優(yōu)化最合理的運行環(huán)境。

Linux內(nèi)核采用的個體的內(nèi)核結(jié)構(gòu)，并且還與一些具體的與之有關(guān)的硬件平臺保持的有密切的關(guān)系。如果我們要把linux內(nèi)核往新的硬件平臺上移植，就需要克服種種不易于解決的難關(guān)。我們只有仔仔細(xì)細(xì)的對linux內(nèi)核移植的理論進(jìn)行深刻的研究，充分的分析linux內(nèi)部的體系和結(jié)構(gòu)構(gòu)造，還要盡量的保證系統(tǒng)內(nèi)核中的硬件結(jié)構(gòu)的體系的結(jié)構(gòu)與之無關(guān)的部分要區(qū)分開來，我們才能從根本上保證好Linux內(nèi)核的真正高效準(zhǔn)確的移植。Linux從90年代才問世，發(fā)展到21世紀(jì)的今天，已經(jīng)成為一項功能強(qiáng)大并且設(shè)計勾結(jié)都很完善的操作系統(tǒng)之一，在各種商業(yè)操作系統(tǒng)中站穩(wěn)了腳跟。在一些新興的嵌入式的領(lǐng)域之中也取得了長遠(yuǎn)的發(fā)展，又因為硬件產(chǎn)品的更新?lián)Q代快，種類繁復(fù)多樣。為了使linux能夠快速適應(yīng)這些新的硬件產(chǎn)品，廣泛的拓展這個linux的使用的范圍，我們就需要對Linux的內(nèi)核代碼進(jìn)行必要的移植和調(diào)試。Linux在自己的pc上，自行設(shè)計了操作系統(tǒng)并且開發(fā)了真正屬于他自己的一個程序。

2 linux操作系統(tǒng)的內(nèi)核移植

Linux內(nèi)核移植的難點：這種linux內(nèi)核具有效率高、結(jié)構(gòu)單一等特點。但是這種內(nèi)核的移植比微內(nèi)核的移植要相對的差一些。Linux設(shè)計是以實用為最主要的目的，實用也是其設(shè)計理念。所以對linux系統(tǒng)來說，它的設(shè)計和開發(fā)最注重的是整個系統(tǒng)的效率，甚至在設(shè)計中不惜犧牲部分來促進(jìn)整個移植系統(tǒng)的效率。Linux采用單體形成內(nèi)核的結(jié)構(gòu)，降低了內(nèi)核的可移植性。微內(nèi)核作為一種新型的操作系統(tǒng)，也是十分先進(jìn)的，微內(nèi)核的出現(xiàn)標(biāo)志著我國計算機(jī)的長遠(yuǎn)發(fā)展，也是一種潮流和趨勢。但是目前微內(nèi)核的發(fā)展?fàn)顩r并不是很好，這個系統(tǒng)的通信效率不高。通信效率的降低直接影響到了整個操作系統(tǒng)的性能，導(dǎo)致性能的降低。但是linux沒有使用微內(nèi)核結(jié)構(gòu)，而是采用了最為簡單快捷的單內(nèi)核來進(jìn)行運行。采用的是單體內(nèi)核的結(jié)構(gòu)模式，這個單體內(nèi)核的各個部分的關(guān)系都十分的緊密，雖然我們要進(jìn)行的移植工作大部分都集中在計算機(jī)的硬件部分。但是由于這個操作系統(tǒng)的各個部分都是密切的相連的，即使是對其中的一個部分做了修改，就會立即牽連到奇他的部分，其他部分的性能立即會受到影響。這些都增加了移植工作的難度。又由于linux的設(shè)計是以實用并且高效率為最主要的目標(biāo)，所以我們一定要根據(jù)這些硬件的特性來對系統(tǒng)內(nèi)核進(jìn)行一定的優(yōu)化。但是在這個內(nèi)核中的很多的硬件特性都是在固定的硬件中才會存在的。如果說把其他一些的硬件平臺去，若是對這個內(nèi)核部分進(jìn)行大幅度的修改，就會普遍增加內(nèi)核進(jìn)行移植的難度。

Linux內(nèi)核對盡情移植提供了有效的支持，雖然linux內(nèi)核采用的并不是一種相對靈活便捷的單體內(nèi)核機(jī)制，但這些并沒有真正的影響到linux內(nèi)核平臺的無關(guān)性。我們是想一下，linux之所以能夠成為目前來說，最廣泛的支持硬件平臺的一種操作系統(tǒng)。除了擁有一大批優(yōu)秀高質(zhì)量的開發(fā)團(tuán)隊以外，最主要的是在計算機(jī)領(lǐng)域擁有自己的先進(jìn)的思想，在這些思想的引領(lǐng)下，從而提出來更多先進(jìn)的結(jié)構(gòu)。Linux用來提高內(nèi)核可移植性的三種最主要的方法。

經(jīng)過這么多年的發(fā)展，嵌入式的系統(tǒng)已經(jīng)逐漸的滲透到人們的工作生活與學(xué)習(xí)中。嵌入式

系統(tǒng)現(xiàn)如今得到了廣泛的應(yīng)用。我們平常生活中用到的mp3等數(shù)碼工具，這些產(chǎn)品中用到的都是嵌入式系統(tǒng)，這種系統(tǒng)在某種程度上改變了我們的生活方式。讓我們的生活變得更加的智能與電子化。到目前為止，我國嵌入式正處在蓬勃發(fā)展中。在嵌入式開發(fā)系統(tǒng)的軟件開發(fā)的環(huán)境設(shè)計中，主要涉及的內(nèi)容有Linux移植，盡管嵌入式系統(tǒng)有很寬廣的市場和大量的需求，但是嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展仍然是一個無比痛苦和緩慢的過程。除了這些系統(tǒng)引導(dǎo)的程序以外，一個完全嵌入式的 linux系統(tǒng)還需要一個包括linux內(nèi)核以及必須要有的設(shè)備驅(qū)動程序、以及必不可缺少的文件系統(tǒng)，這些都是嵌入式linux系統(tǒng)移植的工作的主體部分。掌握了這些基本的內(nèi)核結(jié)構(gòu)之后，接下來就要在目標(biāo)板上進(jìn)行實際中的移植工作。相關(guān)的內(nèi)核文件可以從網(wǎng)站上直接下載，進(jìn)行移植工作我們首先要做的工作就是實現(xiàn)這些內(nèi)核對不同的設(shè)備的設(shè)置。在進(jìn)行移植的過程中我們要注意我們需要掌握linux內(nèi)核的移植的技術(shù)，充分的利用linux開放源代碼的各種優(yōu)勢，使linux真正的為我們的科研工作和商業(yè)服務(wù)。

我們需要介紹linux內(nèi)核的主要工作由：系統(tǒng)介紹操作系統(tǒng)的一般理論，研究linux內(nèi)核進(jìn)行移植的基本原理。并且還要詳細(xì)介紹linux內(nèi)核移植的困難之處，并且還要對linux系統(tǒng)中增加系統(tǒng)的可移植性進(jìn)行比較與分析，進(jìn)一步介紹linux移植工作的主要內(nèi)容和方法。Linux在國內(nèi)的推廣比在國外晚了好多年，近些年來有更多的軟件愛好者來學(xué)習(xí)linux的應(yīng)用與開發(fā)。與此同時，很多專業(yè)的高校都把這些作為實驗課的內(nèi)容，推廣了linux技術(shù)的同時也為其發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。隨著linux核心技術(shù)的不斷成熟與發(fā)展，它的各種性能都在逐步趨向穩(wěn)定，安裝起來也具有方便快捷等特點，支持多種語言的發(fā)行版本。并且linux也得到了廣大廠商的大力支持，這一切都使linux這個年輕有活力的系統(tǒng)充滿了新的希望和活力。Linux可以說是完全是一個互聯(lián)網(wǎng)時代的產(chǎn)物，因為它誕生于互聯(lián)網(wǎng)，發(fā)展于互聯(lián)網(wǎng)，并且在互聯(lián)網(wǎng)中不斷的壯大起來。

3 結(jié)語

linux技術(shù)逐漸被人們所熟知隨之也走向了成熟的階段，有些人就開始不滿足當(dāng)前的使用狀態(tài)了，就準(zhǔn)備研究出最簡化的安裝和使用linux的方法，這些軟件都有不同的版本，并且每種版本都有各自的優(yōu)點和缺點，但是無論哪種軟件，都應(yīng)該確保linux是整個系統(tǒng)的核心，具有各種獨特的性質(zhì)。內(nèi)核采用的是單內(nèi)核模式，并且還增加了一些附加的模塊結(jié)構(gòu)，使這個系統(tǒng)具有很高的運行效率。在社會各界的廣大的自由軟件的愛好者們的堅持不懈的努力之下，linux系統(tǒng)仍然持續(xù)不斷的有新的版本發(fā)行，這些新的版本都支持新硬件?？傊?，linux運行的平臺超過了任何一種系統(tǒng)，它的實用性也是非常好的。

[1]王滔.在嵌入式linux的視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計[J].微計算機(jī)應(yīng)用.2012.

[2]張少兵.linux操作系統(tǒng)在arm9處理器上的移植[J].化工自動化.2012.

[3]胡慶烈.linux內(nèi)核的配置與編譯[J].電腦知識與技術(shù).2013.