uCLinux嵌入式系统开发环境建立

件空间。熟悉主流Linux的开发者会注意到在uClinx下工作的微小差异，但同样也可以很快熟悉uClinux的一些特性。对于设计内核或系统空间的应用程序的开发者，要特点注意uClinux既没有内存保护，也没有虚拟内存模型，另外，有些内核系统调用也有差异。

没有内存保护(Memory Protection)的操作会导致这样的结果：即使由无特权的进程来调用一个无效指针，也会触发一个地址错误，并潜在引起程序崩溃，甚至导致系统的挂起。显然，在这样的系统上运行的代码必须仔细编程，并深入测试来确保健壮性和安全。

对于普通的Linux来说，需要运行不同的用户程序，如果没有内存保护将大大降低系统的安全性和可靠性：然后对嵌入式uClinux系统而言，由于所运行的程序往往是在出厂前已经固化的，不存在危害系统安全的程序侵入的隐患，因此只要应用程序经过较完整的测试，出现问题的概率就可以控制在有限的范围内。没有虚拟内存(Virtual Memory)主要导致下面几个后果： 首先，由内核所加载的进程必须能够独立运行，与它们在内存中的位置无关。实现这一目标的第一种办法是一旦程序被加载到RAM中，那么程序的基准地址就“固定”下来：另一种办法是产生只使用相对寻址的代码(称为“位置无关代码”，Position Independent Code，简称PIC)。uClinux 对这两种模式都支持。

其次，要解决在扁平(flat)的内存模型中的内存分配和问题。非常动态的内存分配会造成内存碎片，并可能耗尽系统的资源。对于使用了动态的内存分配的那些应用程序来说，增强健壮性的一种办法是用预分配缓冲区池(Prelllocated buffer pool)的办法来取代malloc()调用。由于uClinux中不使用虚拟内存，进出内存的页面交换也没有实现，，因为不能保证页面会被加载到RAM中的同样位置。要普通计算机上，操作系统允许应用程序使用比物理内存(RAM)更大的内存空间，这往往是通过在硬盘上设立交换分区来实现的。但是，在嵌入式系统中，通常都用FLASH存储器来代替硬盘，很难高效地实现内存页面交换的存取，因此，对运行的应用程序都限制其可分配空间不大于系统的RAM空间。最后，uClinux目标处理器缺乏内存管理的硬件单元，使得Linux的系统接口需要作些改变，有可能最大的不同就是没有fork()和brk()系统调用。调用fork()将复制出进程来创建一个子进程。在Linux下，fork()是使用copy-on-write页面来实现的。由于没有MMU，uClinux不能完整、可靠村地复制一个进程。也没有对copy-on-write的存取。为了弥补这一缺陷，uClinux实现了发vfok(),当父进程调用vfork()来创建子进程时，两个进程共享它们的全部内存空间，包括堆栈。 子进程要么代替父进程执行(此时父进程已经sleep)直到子进程调 用exitI()退出，要么调用eexec()执行一个新的进程，这个时候将产生可执行文件的加载。即使这个进程只是父进程的拷贝，这个过程也不能避免。当子进程执行exit()或exec()后，子进程使用wakeup把父进程唤醒，父进程继续往下执行。注意，多任务并没有受影响。哪些旧式的、广泛使用fork()的网络后台程序(daemon)的确是需要修改的。由于子进程运行在和父进程同亲的地址空间内，在一些情况下，也需要修改两个进程的行为。很多现代的程序依赖子进程业执行基本任务，使得即时进程负载很重时，系统仍可以保持一种“可交互”的状态，这些程序可能需要实质上的修改来在uClinux下完成同样的任务。如果一个关键的应用程序非常依赖这样的结构，那就不得不对它重新编写了。

假设有一个简单的网络后台程序(daemon),大量使用了fork()。这个daemon总监听一个知名端口或套接字)等待网络客户端来连接。当客户端连接时。这个daemon给它一个新的连接信息(新的socket编号)，并调用fork()。子进程接下来就会和客户端在新的socket上进行连接。而父进程被释放，可以继续监听新的连接。

uClinux既没有自动生长的堆栈，也没有brk()函数，这样，用户空间的程序必须使用mmap()命令来分配内存。为了方便，在uClinux的C语言库中所实现的malloc()实质上就是一个mmap().在编译时，可以指定程序的堆栈大小。其实，除了一些设计内存和系统调用的程序之外，在x86版本的gcc编译器下编译通过的软件通常不需要做大的改动就可以用交叉编译到uClinux上运行。如编译heelo. xxx-elf-gcc-Wall ?elf2flt-mxxx hello.c-lc-0hello.out

参数“-Wall”指定产生全部的警告;-elf2flt指定自动调用elf转换flat格式的工具; -mxxx指定了处理器的指令集;-lc指定了链接信息(ld);-o指定输出文件的名字。编译