Embedded Linux 技术与概念解析

，将整个root filesystem包装成1个映像档(image file)。根据目标装置的不同，我们可以将映像档包装成ROM fs、Compress ROM fs、ext2fs或是compress RAM fs。

ROM file system

ROM file system(romfs)是1种只读的档案系统，在Embedded Linux里的主要应用为制作romfs格式的档案系统映像文件。我们将root filesystem制作成romfs filesystem的imagen。开机后，整个filesystem仅能读取。要使用romfs filesystem必须将Linux kernel里的CONFIG_ROMFS_FS功能选项打开。制作ROM fs映像档所使用的工具为genromfs。

Compressed ROM file system

Compressed ROM file system(cromfs)即是压缩过的ROM file system，其制作方式相当简单，只要使用gzip将ROM file system的映像档压缩即可。

制作ext2fs映像档

制作ext2fs映像档的方式有2种。1种是使用dd指令产生1个空白的映像档，接着再将此映像档以mkfs.ext2指令格式化成ext2的格式。制作好的空白映像档再以loopback mount方式挂载到1个目录下，再将root filesystem整个复制到此目录下，即可完成ext2fs映像档的制作。

另外1种建立ext2fs映像档的方式是使用genext2fs工具，此工具的好处是，当我们需要在root filesystem里预先建立(pre-built)装置文件时(device file)，只需要编写1个装置文件表格，genext2fs工具会在打包映像档时，自动在root filesystem里建立装置文件。

Initial RAM disk(initrd)

RAM disk是存在于内存中的虚拟磁盘，也就是将RAM拿来当成磁盘使用。在Embedded Linux的应用中，我们通常会将ramdisk当成暂存目录来使用。例如将/dev/ram1附挂到/tmp目录，以便能让应用程序存放暂时性档案。/dev/ram?为ramdisk的device file。由于整个root filesystem是从真正的储存装置读取并加载至ramdisk，因此有1个重要的特性是对file system所做的任何修改，都不会影响到真正root filesystem的内容。

initrd全名为initialize RAM disk，是1个特殊的RAM disk。bootloader会将initrd载至内存，Linux kernel则可在/dev/ram0找到initrd。initrd会在Linux kernel开机前就加载，initrd正式的用途是用来存放开机时所需要的驱动程序(因root filesystem尚未mount进来)。在Embedded Linux应用上，我们会利用initrd来存放整个档案系统(root filesystem)，也就是将root filesystem制作成ext2或romfs格式(或其它档案系统)的映像文件，并在开机时由bootloader加载内存，initrd均位于/dev/ram0。要使用RAM disk与initrd，必须将Linux kernel的CONFIG_BLK_DEV_RAM以及CONFIG_BLK_DEV_INITRD)。

使用initrd做为root filesystem装置

将initial RAM disk当成root filesystem来使用，是在Embedded Linux应用上是相当常见的技巧，如果我们想将initial RAM disk当成存放root filesystem的装置来使用，在开机时，只需要配合root=的kernel开机参数即可。

initramfs

Linus本人在Linux 2.6时代所提出的 initramfs ，是1种更好的 root= 做法。简单来说，initramfs就是kernel 2.6 的 initrd，initramfs是属于1种compressed ramfs(ram filesystem)的映像档。

C链接库

在C链接库方面，除了标准的glibc也被广泛应用在嵌入式系统领域外，也有一些专门针对嵌入式系统应用所发展的C链接库，像是uClibc以及Diet libc。但是由于现在的ARM9处理器计算效能都很快，平台也多搭载大容量NAND闪存，所以许多实作都直接使用libc来实作root filesystem。

Linux驱动程序

由于嵌入式系统整体来看，除了软件开发外，也包含硬件客制化，因此驱动程序在嵌入式系统技术领域中，占了举足轻重的地位。学习驱动程序需要确实了解硬件的规格与微处理器架构，并且工程师还要能分得清楚哪些东西是接口(interfacing)，也就是与硬件无关的程序(machine-independent);以及哪些是站在第一线做硬件控制的程序(machine-dependent)。各种软件硬接口与汇流排也都要精通。

了解Linux驱动程序的架构，是进入嵌入式Linux领域的重点功课，因为许多针对ARM9平台的驱动程序都是参考框架、或是针对特定开发板的实作，因此必须了解Linux驱动程序的架构，并进行修改，以符合自己的开发板与外围规格。

Linux驱动程序，采取严谨的分层式架构设计(layered architecture)，利用分层的架构设计来彻底区分generic device driver(machine independent)与machine dependent driver。

Linux驱动程序透过注册与回呼的机制来清楚区分每1层的关系。分层架构的实作必须在下层将自己注册给上层，上层再回