Embedded Linux 技术与概念解析

合Autoconf使用，以产生可以让GNU Make自动编译原始码的”Makefile”档案。

GNU Make

GNU Make会根据“Makefile”来自动编译程序，而编译完成的程序为执行文件。GNU Make的重要特点，是没有特定程序语言限制，甚至可以应用在非程序语言编译的环境中，例如：系统维护工作与套件安装，因此GNU Make可以说是系统自动化的好工具。

GNU Make根据“Makefile”档案里所定义的规则，执行Unix命令，简单的Makefile规格，可以利用编辑器手动撰写，但较复杂且与针对不同平台的设定，则建议采用GNU Autoconf/GNU Automake来产生“Makefile”。当我们能够产生使用cross toolchain的Makefile时，就可以将套件编译成ARM9的执行档。

ARM 平台的选择与支持

嵌入式装置的硬件选择当然没有所谓的标准，但若是谈论到嵌入式Linux的应用，在平台的选择上就会有一些考虑。最重要的考虑因素，当然就是处理器对于操作系统的支持，如此一来，没有MMU(内存管理单元)的ARM7平台，就不在主要的选择范围内。以下列出几个目前普遍使用的ARM9应用程序处理器(application processor)：

在选择解决方案时，若是决定采用Linux做为嵌入式操作系统，首先当然就是要确定厂商是否提供完整的BSP。不过，由于Linux是由社群所维护发展，因此，选择目前Linux kernel内有支持的平台，将会是较好的选择，这也是为什么有许多大厂，主动贡献并提交BSP给kernel.org的原因。

目前在kernel社群比较活跃的ARM9厂商，或是社群主动积极协助维护的SOC平台，像是ATMEL、Samsung与TI OMAP等，这些都是kernel.org的Linux kernel就有支持的处理器，这表示让Linux支持这些平台的方式也很简单，就是到kernel.org下载官方的Linux kernel即可。

Crosstool

针对ARM9或是其它平台的开发，最重要的工具就是Cross Toolchain。Cross Toolchain的制作一直是Embedded Linux开发者的梦靥，大多数人选择由网络下载现成的开发工具，但经常会遇到缺乏链接库的编译错误。完整的Cross Toolchain包含1套基本的gcc cross compiler以及其它的应用链接库;Cross Toolchain是制作基本gcc cross compiler的工具，透过crosstool即可制作ARM9的基本toolchain。

Root Filesystem概念

Root filesystem的建置，即是在建立1个基本的Linux系统(base system)，让kernel在完成开机后，进入user mode执行使用者程序。Root filesystem的建置主要是以Busybox为主，并加入(移植)客制化的开放源码(open source)与自由软件(free software)。

因为嵌入式Linux的root filesystem是依照需求加入套件，与桌面环境的Linux distribution不同，因此都是用从头打造的方式做起。在建立root filesystem时，链接库相依 (library dependencies) 的议题是相当重要的项目。当root filesystem缺少必要的library时，程序当然无法执行，甚至系统也会无法顺利启动。分析应用程序所需的相依链接库，观念如下：

(1)先利用Cross Toolchain的objdump指令观察ELF格式里的「NEEDED」项目。

(2)必须再检查这些library是否相依其它library。

1个基本且可开机的root filesystem，也称做bootstrap root filesystem，1个可用的bootstrap root filesystem只需要包含busybox与libc即可。传统的Embedded Linux应用，大多是以NFS的方式来测试目标装置的完整root filesystem(full root filesystem)。以NFS进行Embedded Linux开发测试，主要是针对目标装置的full root filesystem做立即(right now)的系统执行测试(run-time)，免除不断打包image file、开机的恶梦。这是1种流行很久的Embedded Linux系统测试与开发方式，其概念如下：

(1)将target的完整root filesystem(例如ARM9 root filesystem)建置后，存放于host端的某个目录下，例如/home/rootfs。

(2)为target制作1个NFS root filesystem，也就是bootstrap root filesystem+ NFS功能，并使用NFS root filesystem将目标装置开机。

(3)设定host端为NFS server。

(4)以NFS mount方式将host端上的root filesystem目录mount进来，即可在目标装置上执行full root filesystem里的应用程序。

这种方式不但简单，而且方便，需要的基础建设如下：

1.目标装置使用的kernel必须支持NFS。

2.制作bootstrap root filesystem时，需要加入mount指令，并且开启mount指令的NFS功能。

3.加入NFS functionality至bootstrap root filesystem。

4.设定NFS server。

制作完成的root filesystem必须做打包的动作