嵌入式Linux系统的学习

王日++任军++曾星++罗莹玉

本文主要介绍嵌入式系统的基本概念以及学习嵌入式Linux系统心得体会。在Linux系统的学习过程中，逐步熟练掌握操作方法并获得学习总结。

【关键词】嵌入式系统 嵌入式Linux系统 学习总结

1 嵌入式系统

1.1 嵌入式系统的定义

一方面按照历史性、本质性、普遍性要求，嵌入式系统定义为：嵌入式系统是嵌入到对象体系中的计算机应用系统，与对象系统交互，在实现对象系统某些任务过程时，对应用系统会提出响应时间的限定要求。

另一方面从应用上嵌入式系统被定义为：以应用为中心，以计算机技术为基础，软件硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。

1.2 嵌入式系统的特点

（1）系统内核小；

（2）专用性强；

（3）系统精简；

（4）高实时性；

（5）多任务的操作系统；

（6）需要开发工具和环境。

1.3 嵌入式系统的应用

在当前数字信息技术和网络技术高速发展的时代，嵌入式系统已经广泛地渗透到工业控制、交通管理、信息家电、家庭智能管理等方方面面中。随着国内外各种嵌入式产品的进一步开发和推广，嵌入式技术将越来越和人们的生活紧密结合。

2 嵌入式Linux的学习过程

2.1 常用命令总结

（1）cd命令——切换目录；

（2）cp命令——拷贝文件或目录；

（3）ls命令——列出目录内容；

（4）mkdir命令——创建目录；

（5）rmdir命令——刪除目录；

（6）rm命令——移动文件或目录；

（7）grep命令——行过滤工具；

（8）chmod命令——设置访问权限；

（9）cat命令——显示文件内容；

（10）vi命令——文本编辑器；

（11）jobs命令——查看中止或者在后台运行的程序；

（12）bg命令——把程序放在后台运行；

（13）fg命令——把程序放在前台运行；

（14）ctrl+c命令——终止在前台运行的程序；

（15）kill命令——终止一个进程；

（16）mount命令——把某个文件系统挂接到某个目录下；

（17）Ifconfig命令——显示或配置网络设备。

2.2 Gcc—makefile

2.2.1 Gcc的使用方法（以hello.c文件为例）

（1）预处理：gcc -E hello.c -o hello.i

编译：gcc -S hello.i -o hello.s

汇编：gcc -c hello.s -o hello.o

链接：gcc hello.o -o hello

生成可执行文件：hello

（2）gcc hello.c -o hello

生成可执行文件：hello

（3）gcc hello.c

生成可执行文件：a.out

2.2.2 makefile的使用方法

（1）基本结构：

目标文件：依赖文件

命令行

（2）使用make命令就能编译得到结果。

2.3 文件I/O编程

2.3.1 函数说明

（1）open（）函数是用于打开或创建文件；

（2）close（）函数是用于关闭一个被打开的文件；

（3）read（）函数是用于将从指定的文件描述符中读出的数据放到缓存区中；

（4）write（）函数是用于向打开的文件写数据，写操作从文件的当前指针位置开始；

（5）lseek（）函数是用于在指定的文件描述符中将文件指针定位到相应的位置；

（6）fcntl（）函数给文件上锁。

2.3.2 使用流程

打开文件open（）、设置文件锁fcntl（）、定位文件指针位置lseek（）、对文件进行读写操作write（）、read（）。

2.4 编写守护进程

（1）创建子进程，终止父进程；

（2）在子进程中创建新会话setsid；

（3）改变工作目录chdir；

（4）重设文件创建掩码umask；

（5）关闭文件描述符。

2.5 进程间通信

2.5.1 管道

（1）用于具有亲缘关系的进程之间的通信；

（2）建立管道pipe（）；

（3）管道关闭时只需使用普通的close（）函数逐个关闭各个文件描述符。

2.5.2 FIFO

有名管道的创建使用函数mkfifo（），在创建管道成功之后，就可以使用open（）、read（）、和write（）这些函数。

2.5.3 信号（如图1所示）

（1）信号的发送与捕捉。

kill（）函数、raise（）函数、alarm（）函数、pause（）函数

（2）信号的处理。

使用简单函数signal（），只需指出要处理的信号和处理函数即可；

使用信号集函数组。

2.5.4 信号量

创建信号量或获得在系统已存在的信号量semget（）

初始化信号量semctl（）函数的SETVAL操作

信号量的PV操作semop（）

删除信号量semclt（）函数的IPC_RMID操作

2.5.5 共享内存

创建共享内存shmget（）

映射共享内存shmat（）

撤销映射shmdt（）

2.5.6 消息队列

创建或打开消息队列msgget（）

添加消息msgsnd（）

读取消息msgrcv（）

控制消息队列msgctl（）。

3 学习总结

嵌入式系统本身是一个相对模糊的定义，而Linux则是类似于windows的操作系统，它的核心源代码是开放的、自用使用的。在了解了基础知识和安装虚拟机之后，我便开始进行上机操作，加深基本命令的理解和函数的使用。

在学习的过程中想要独立解决疑问，可以通过网络资源、课外书或大量的动手实践才能真正的领会Linux的精髓。同时在我们自己的学习中，要尽最大的能力去帮助他人，在帮助他人的同时自己会深刻巩固知识。

参考文献

[1]何立民.嵌入式系统的实时性问题[J].单片机与嵌入式系统应用，2004（09）.

[2]孙天泽.嵌入式Linux操作系统[M].北京：人民邮电出版社，2012.

[3]夏玮玮，沈连丰等.嵌入式系统关键技术分析与开发应用[J].单片机与嵌入式应用，2003（02）.

[4]贾红伟，叶文莱.嵌入式操作系统与嵌入式Linux[J].吉林师范大学学报，2005.

作者单位

山东科技大学 山东省青岛市 266590