讀書筆記《Building embedded linux systems》Chapter 2

 　繼續努力，開始學習第二章：基本概念。
　　對於嵌入Linux，需要先熟悉Linux系統，有很多，也將有更多的Linux系統，因此不要限制與某個單一的類型。目前最大的三個是Red
Hat，Novell（SLES）和ubuntu。如果我們選擇流行的Linux版本作為開發平台（可以選擇windows或者Unix作為workstation），一般基於Eclipse的映像開發環境。
   有三種setup：Linked
setup；可插拔存貯setup，standalone
setup。Target需要開發環境，bootloader，kernel，Root，檔案系統。在Linked
setup的時候，有些向我們以前在調測vxWorks板子上的程式，通過網線或者RS232，將host和target聯絡起來，通常用於開發的調測，
其中kernel可以通過TFTP來獲得，檔案系統可以通過NFS來mount，避免在開發中大量copy。Removable
Storage
Setup方式常用於初始化，bootloader在target上，其他在可插拔的存貯介質中。前兩種方式，開發環境都在host上，對於
standalone
setup方式，和我們的PC機開發沒有什麼區別，直接在機器上進行開發，都有的東西都在target上面，就如我們之前在linux
kernel上開發的voip監控儀錶。Linked和standalone是可以結合在一起使用的。
　　調測（Debug）setup有三種方式：串口、網路和特定的debug硬體。串口收到傳輸速率的限制，以及串連一個terminal的限制，但是適合
進行kernel調測。串口和網路會使用到target上的一些基本的I/O軟體，對於某些新的板塊，調測kernel的時候，這些軟體還不存在，因此需
要特別的debug硬體，例如用於CPU的JTAG和BDM
pin，這些都是比較昂貴的編譯器，並且可能需要和CPU廠家建立良好的夥伴關係，簽注NDA。

　　Linux作業系統的結構。
　　在底層硬體包括至少32-bit的CPU（包含MMU：memory management
unit），RAM，I/O能力（允許進行debug調測）以及root filesystem（可以是本地的也可以是網路的）。
　　Kernel，就是真正意義上的linux，底層的介面通過硬體獨立的API來控制硬體資源，例如memory
pages，處理特定CPU的操作，特定架構memory的操作，以及device的基本介面，想高層提供抽象的代碼，包括標頭檔、宏、封裝的函數。高層
的單位提供對所有基於unix系統通用的抽象表達，包括進程、檔案、socket、訊號等等。kernel的底層介面是不同已經平台所通用的，高層抽象幾
乎是一樣的。『這裡有一個BSP，BSP應該是硬體根據linux核心底層介面給出的控制硬體的板卡支援包』。
　　在這兩層之間，kernel需要解析元件來互動資料，這就是檔案系統和網路通訊協定。在嵌入式系統中，經常使用flash作為存貯介質。不同的存貯格式通
過不同的引擎，通過linux的虛擬檔案系統（VFS）提供統一的API給上層使用。FAT和EXT3都是VFS。現在存貯裝置廠家提供更高level的
抽象，linux使用這種發展，使用ext的檔案系統。在檔案系統中，至少有一個root
filesystem，用於load第一個在系統中run的app，通常還包括轉載module，給進程提供一個工作目錄。根檔案系統可以是一個真實的硬
件存貯裝置，也可以是系統啟動是價值到RAM中，一般是第一種方式。
　　直接在kernel上面部署我們通常所謂的app是不太合適的，需要lib的支援。常見的是GNU
C。對於動態連結，沒有將相關的lib作為app的二進位代碼，可以多個app一起share。C
lib在RAM中載入一起，就可以分享。但是有些嵌入式作業系統的應用選擇靜態連結，這樣不需要線上系統存貯整個lib。
　　系統啟動設計三個部分：bootloader、核心、init進程。bootloader和底層硬體有關，先對底層硬體進行初始化後，進入kernel的startup
code。核心的啟動代碼在起來一個C代碼運行環境前不同平台由很大的差異，啟動C環境後，運行start_kernel()，這初始化核心高層功能，mount根檔案系統，並且啟動初始進程。
　　CPU的第一個指令由生產廠家指定的一個地址獲得，這個地址通常是一個固定存貯器件，ROM或者flash晶片，這上面的軟體是用於
bootstrap的。很多linux嵌入系統都是使用固體存貯期間的方式，這裡包括初始的bootloader，相關配置（boot
parameters），核心和root
filesystem。bootloader可能防止固態存貯的地址低位，也可能在地址高位，因此很多flash裝置同時提供對高位地址和低位地址的配
置，並通常對bootboader地區提供保護機制。雖然說分為四個部分，但是boot參數可以防止子bootlader中，kernel也可以防止在
root filesystem中，在Linux2.6，如果需要可以很方便將kernel和根檔案系統打包為一個img。Boot
storage介質可以使用devie
programmer進行初始編程。出來固態存貯器件外，還有磁碟（disk）和網路兩種方式。對於磁碟，最初的bootloader或者從disk中
load一個更大更多功能的第二bootloader，或者直接從disk獲得kernel。使用網路方式，可能將根檔案系統或者將跟檔案系
統+kernel放置在網路，他哦通過TFTP來訪問kernel，通過NFS來mount根檔案系統，這種方式在適合早期的調測。
　　系統存貯的物理地址和kernel的虛擬位址（在X86系統中成為邏輯地址）有很大的差異，很多硬體外設可以通過物理地址來擷取，但限制或者不能通過
虛擬位址來擷取。因此如果我們需要設定kernel或者開發自己的driver，我們需要瞭解這些物理地址。在啟動的時候，bootloader將
kernel讀至RAM，並跳到核心的start
routines，後續的系統啟動將由linux來執行。當linux運行是，程式使用虛擬位址，這是虛擬位址將對kernel的配置和裝置driver
有個，driver有些資訊放置在kernel空間，有些放置在使用者空間，有些操作兩者之間需要互動資料。