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Linux是指一套免费使用和自由传播的类Unix操作系统,它诞生于1991年的10月5日(这是第一次正式向外公布的时间)。以后借助于Internet网络,并通过全世界各地计算机爱好者的共同努力,已成为今天世界上使用最多的一种类UNIX操作系统,并且使用人数还在迅猛增长。Linux可安装在各种计算机硬件设备中,比如手机、平板电脑、路由器、视频游戏控制台、台式计算机、大型机和超级计算机。Linux是一个领先的操作系统,世界上运算最快的10台超级计算机运行的都是Linux操作系统。人们通常所说的Linux是指Linus Torvalds(林纳斯·托瓦兹)所写的Linux操作系统内核。 当时的Linus还是芬兰赫尔辛基大学的一名学生,他主修的课程中有一门课是操作系统,而且这门课是专门研究程序的设计和执行。最后这门课提供了一种称为Minix的初期Unix系统。Minix是一款仅为教学而设计的操作系统,而且功能有限。因此,和Minix的众多使用者一样,Linus也希望能给它添加一些功能。
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1 嵌入式 Linux 基础
随着 Motolola、三星、MontaVisa、飞利浦、Nokia、IBM、SUN 等众多国际顶尖巨头的加入,
嵌入式 Linux 的队伍越来越庞大了。在通信、信息、数字家庭、工业控制等领域,随处都可以看见
嵌入式 Linux 的身影。根据美国 VDC(Venture Development Co.)统计数据显示,嵌入式 Linux 的
市场规模从 2001 年的 5520 万美元,到 2006 将会增长到 3.46 亿美元,在未来几年将占嵌入式操作
系统市场份额的 50%以上。
究 竟 什 么 原 因 让 嵌 入 式 Linux 发 展 如 此 迅 速 呢 ? 又 究 竟 是 什 么 原 因 让 它 能 与 强 劲 的
Vxworks、Window CE 相抗衡呢?这一切还要归根于它的父亲——Linux 的功劳。可以说,嵌入式
Linux 正是集成和发展了 Linux 的诱人之处才能走到今天,而 Linux 也正是有了嵌入式 Linux 的广泛
应用才能使其更加引人瞩目。
1.1 Linux 简介
简单的说,Linux 是指一套免费使用和自由传播的类 Unix 操作系统,它诞生于 1991 年的 10
月 5 日(这是第一次正式向外公布的时间)。以后借助于 Internet 网络,并通过全世界各地计算机
爱好者的共同努力,已成为今天世界上使用最多的一种类 UNIX 操作系统,并且使用人数还在迅猛
增长。Linux 可安装在各种计算机硬件设备中,比如手机、平板电脑、路由器、视频游戏控制台、台式计算
机、大型机和超级计算机。Linux 是一个领先的操作系统,世界上运算最快的 10 台超级计算机运行的都是
Linux 操作系统。人们通常所说的 Linux 是指 Linus Torvalds(林纳斯·托瓦兹)所写的 Linux 操作系统
内核。
当时的 Linus 还是芬兰赫尔辛基大学的一名学生,他主修的课程中有一门课是操作系统,而且
这门课是专门研究程序的设计和执行。最后这门课提供了一种称为 Minix 的初期 Unix 系统。Minix
是一款仅为教学而设计的操作系统,而且功能有限。因此,和 Minix 的众多使用者一样,Linus 也
希望能给它添加一些功能。
在之后的几个月里,Linus 根据实际的需要,编写了磁盘驱动程序以便下载访问新闻组的文件,
又写了个文件系统以便能够阅读 Minix 文件系统的文件。于是,0.0.1 版本的 Linux 诞生了。
Linus 从一开始就决定自由传播 Linux,他把源代码发布在网上,于是,众多的爱好者和程序
员也都通过互联网加入到 Linux 内核开发工作中。这个思想与 FSF(Free Software Foundation)
资助发起的 GNU(GNU’s Not Unix)的自由软件精神不谋而合。
GNU 是为了推广自由软件的精神以实现一个自由的操作系统,然后从应用程序开始,实现其
内核。而当时 Linux 的优良性能备受 GNU 的赏识,于是 GNU 就决定采用 Linus 及其它开发者的内
核。在他们共同努力下,Linux 这个完整的操作系统就诞生了。其中的程序开发共同遵循 General
Public License(GPL)协议,这是最开放也是最严格的许可协议方式,这个协议规定了源码必须可
以无偿的获取并且修改。因此,从严格意义说,Linux 应该叫 GNU/Linux,其中许多重要的工具如
gcc、gdb、make、Emacs 等都遵循 GNU 协议。
这个“婴儿版”的操作系统以平均两星期更新一次的速度迅速成长,如今的 Linux 已经超过 250
种发行版本,且可以支持所有体系结构的处理器,如 X86、PowerPC、ARM 等。它的内核版本也
由最初的 0.0.1 发展到 2.6.X,甚至更高。最新的 Linux 内核版本可以从 http://www.kernel.org
获得。
Linux 以它的高效性和灵活性著称,Linux 模块化的设计结构,使得它既能在价格昂贵的工作
站上运行,也能够在廉价的 PC 机上实现全部的 Unix 特性,具有多任务、多用户的能力。Linux 是
在 GNU 公共许可权限下免费获得的,是一个符合 POSIX 标准的操作系统。Linux 操作系统软件包
不仅包括完整的 Linux 操作系统,而且还包括了文本编辑器、高级语言编译器等应用软件。它还包
括带有多个窗口管理器的 X-Windows 图形用户界面,如同我们使用 Windows 一样,允许我们使用
窗口、图标和菜单对系统进行操作。
1.2 Linux 发展
Linux 操作系统的诞生、发展和成长过程始终依赖着五个重要支柱:UNIX 操作系统、MINIX
操作系统、GNU 计划、POSIX 标准和 Internet 网络。
1981 年 IBM 公司推出微型计算机 IBM PC。
1991 年,GNU 计划已经开发出了许多工具软件,最受期盼的 GNU C 编译器已经出现,GNU
的操作系统核心 HURD 一直处于实验阶段,没有任何可用性,实质上也没能开发出完整的 GNU 操
作系统,但是 GNU 奠定了 Linux 用户基础和开发环境。当时的 MINIX 需要购买才能得到源代码,
局限于校园用作教育使用,闭源专利注定 Minix 错失推广时机,以至于 Minix 长期处于测试而无人
问津。
1991 年初,林纳斯·托瓦兹开始在一台 386sx 兼容微机上学习 minix 操作系统。1991 年 4 月,
林纳斯·托瓦兹开始酝酿并着手编制自己的操作系统。刚开始,他的目的很简单,只是为了学习
Intel386 体系结构保护模式运行方式下的编程技术。通过学习,他逐渐不能满足于 minix 系统的现
有性能,并开始酝酿开发一个新的免费操作系统。林纳斯·托瓦兹几乎花了全部时间研究 i386-
minix 系统(hackthe kernel),并且尝试着移植 GNU 的软件到该系统上(GCC、BASH、GDB
等)。
1991 年 4 月 13 日在 comp.os.minix 上发布说自己已经成功地将 bash 移植到了 minix 上,而
且已经爱不释手、不能离开这个 shell 软件了。
1991 年 7 月 3 日,第一个与 Linux 有关的消息是在 comp.os.minix 上发布的(当然此时还不存
在 Linux 这个名称,当时林纳斯·托瓦兹的脑子里想的可能是 FREAX,FREAX 的英文含义是怪诞
的、怪物、异想天开等)。其中透露了他正在进行 Linux 系统的开发,并且在 Linux 最初的时候已
经想到要实现与 POSIX 兼容。
1991 年的 10 月 5 日,林纳斯·托瓦兹在 comp.os.minix 新闻组上发布消息,正式向外宣布
Linux 内核的诞生(Freeminix-likekernel sources for 386-AT)。
1993 年,大约有 100 余名程序员参与了 Linux 内核代码编写/修改工作,其中核心组由 5 人组
成,此时 Linux 0.99 的代码有大约有十万行,用户大约有 10 万左右。
1994 年 3 月,Linux1.0 发布,代码量 17 万行,当时是按照完全自由免费的协议发布,随后正
式采用 GPL 协议。
1995 年 1 月,Bob Young 创办了 RedHat(小红帽),以 CNULinux 为核心,集成了 400 多
个源代码开放的程序模块,搞出了一种冠以品牌的 Linux,即 RedHat Linux,称为 Linux"发行版",
在市场上出售。这在经营模上是一种创举。
1996 年 6 月,Linux 2.0 内核发布,此内核有大约 40 万行代码,并可以支持多个处理器。此
时的 Linux 已经进入了实用阶段,全球大约有 350 万人使用。
1998 年 2 月,以 Eric Raymond 为首的一批年轻的"老牛羚骨干分子"终于认识到 CNULinux 体
系的产业化道路的本质,并非是什么自由哲学,而是市场竞争的驱动,创办了"Open Source
Intiative"(开放源代码促进会)"复兴"的大旗,在互联网世界里展开了一场历史性的 Linux 产业化
运动。
2001 年 1 月,Linux 2.4 发布,它进一步地提升了 SMP 系统的扩展性,同时它也集成了很多
用于支持 桌面系统的特性:USB,PC 卡(PCMCIA)的支持,内置的即插即用,等等功能。
2003 年 12 月,Linux 2.6 版内核发布,相对于 2.4 版内核 2.6 在对系统的支持都有很大的变化。
2004 年的第 1 月,SuSE 嫁到了 Novell,SCO 继续顶着骂名四处强行"化缘 ", Asianux,
MandrakeSoft 也在五年中首次宣布季度赢利。3 月 SGI 宣布成功实现了 Linux 操作系统支持 256
个 Itanium 2 处理器。
1.3 Linux 主要特性
完全免费
Linux 是一款免费的操作系统,用户可以通过网络或其他途径免费获得,并可以任意修改其源
代码。这是其他的操作系统所做不到的。正是由于这一点,来自全世界的无数程序员参与了 Linux
的修改、编写工作,程序员可以根据自己的兴趣和灵感对其进行改变,这让 Linux 吸收了无数程序
员的精华,不断壮大。
完全兼容 POSIX 1.0 标准
这使得可以在 Linux 下通过相应的模拟器运行常见的 DOS、Windows 的程序。这为用户从
Windows 转到 Linux 奠定了基础。许多用户在考虑使用 Linux 时,就想到以前在 Windows 下常见
的程序是否能正常运行,这一点就消除了他们的疑虑。
多用户、多任务
Linux 支持多用户,各个用户对于自己的文件设备有自己特殊的权利,保证了各用户之间互不
影响。多任务则是现在电脑最主要的一个特点,Linux 可以使多个程序同时并独立地运行。
良好的界面
Linux 同时具有字符界面和图形界面。在字符界面用户可以通过键盘输入相应的指令来进行操
作。它同时也提供了类似 Windows 图形界面的 X-Window 系统,用户可以使用鼠标对其进行操作。
在 X-Window 环境中就和在 Windows 中相似,可以说是一个 Linux 版的 Windows。
支持多种平台
Linux 可以运行在多种硬件平台上,如具有 x86、680x0、SPARC、Alpha 等处理器的平台。
此外 Linux 还是一种嵌入式操作系统,可以运行在掌上电脑、机顶盒或游戏机上。2001 年 1 月份
发布的 Linux 2.4 版内核已经能够完全支持 Intel 64 位芯片架构。同时 Linux 也支持多处理器技术。
多个处理器同时工作,使系统性能大大提高。
1.4 Linux 作为嵌入式操作系统的优势
低成本开发系统
Linux 的源码开放性允许任何人可以获取并修改 Linux 的源码。这样一方面大大降低了开发的成
本,另一方面又可以提高开发产品的效率。并且还可以在 Linux 社区中获得支持,用户只需向邮件
列表发一封邮件,即可获得作者的支持。
可应用于多种硬件平台
Linux 可支持 X86、PowerPC、ARM、MIPS 等多种体系结构,并且已经被移植到多种硬件平台
这对于经费、时间受限制的研究与开发项目是很有吸引力的。Linux 采用一个统一的框架对硬件进
行管理,同时从一个硬件平台到另一个硬件平台的改动与上层应用无关。
可定制的内核
Linux 具有独特的内核模块机制,它可以根据用户的需要,实时地将某些模块插入到内核中或
者从内核中移走,并能根据嵌入式设备的个性需要量体裁衣。经裁减的 Linux 内核最小可达到
150KB 以下,尤其适合嵌入式领域中资源受限的实际情况。
性能优异
Linux 系统内核精简、高效和稳定,能够充分发挥硬件的功能,因此它比其他操作系统的运行效
率更高。在个人计算机上使用 Linux,可以将它作为工作站。它也非常适合在嵌入式领域中应用,
对比其他操作系统,它占用的资源更少,运行更稳定,速度更快。
良好的网络支持
Linux 是首先实现 TCP/IP 协议栈的操作系统,它的内核结构在网络方面是非常完整的,并提供
了对包括十兆位、百兆位及千兆位的以太网,还有无线网络、Token ring(令牌环)和光纤甚至卫
星的支持,这对现在依赖于网络的嵌入式设备来说无疑是很好的选择。
1.5 Linux 发行版本
由于 Linux 属于 GNU 系统,而这个系统采用的 GPL 协议,并保证了源代码的公开。于是众多
组织公司在 Linux 内核源代码的基础上进行了一些必要的修改加工,然后再开发一些配套的软件,
并把它整合成一个自己的发布版 Linux。除了非商业组织 Debian 开发的 Debian GNU/Linux 外,美
国的 Red Hat 公司发行了 Red Hat Linux,法国的 Mandrake 公司发行了 Mandrake Linux,德国的
SUSE 公 司 发 行 了 SUSE Linux , 国 内 众 多 公 司 也 发 行 了 中 文 版 的 Linux , 如 著 名 的 红 旗
Linux。Linux 目前已经有超过 250 个发行版本。
下面仅对 Red Hat、Debian、Mandrake 等有代表性的 Linux 发行版本进行介绍。
1.Red Hat Linux
国内,乃至是全世界的 Linux 用户最熟悉的发行版想必就是 Red Hat 了。Red Hat 最早是由 Bob
Young 和 Marc Ewing 在 1995 年创建的。目前 Red Hat 分为两个系列:由 Red Hat 公司提供收费技
术支持和更新的 Red Hat Enterprise Linux(RHEL,Red Hat 的企业版),以及由社区开发的免费的
桌面版 Fedora Core。
Red Hat 企业版有三个版本——AS、ES 和 WS。AS 是其中功能最为强大和完善的版本。而正
统的桌面版 Red Hat 版本更新早已停止,最后一版是 Red Hat 9,后面发行的版本是 Fedora。
官方主页:http://www.redhat.com/
2.Debian
之所以把 Debian 单独列出,是因为 Debian GNU/Linux 是一个非常特殊的版本。1993 年,伊恩·
默多克(Ian Murdock)发起 Debian 计划,它的开发模式和 Linux 及其他开放性源代码操作系统的
精神一样,都是由超过 800 位志愿者通过互联网合作开发而成的。一直以来,Debian GNU/Linux
被认为是最正宗的 Linux 发行版本,而且它是一个完全免费的、高质量的且与 UNIX 兼容的操作系
统。
Debian 系 统 分 为 三 个 版 本 , 分别为稳定版( Stable ) ,测试版( Testing)和不稳定版
(Unstable )。并且每次发布的版本都是稳定版,而测试版在经过一段时间的测试证明没有问题后
会成为新的稳定版。Debian 拥有超过 8710 种不同的软件,而且每一种软件都是自由的,而且有非
常方便的升级安装指令,基本囊括了用户需要。Debian 也是最受欢迎的嵌入式 Linux 之一。
官方主页:http://www.debian.org/
3.国内的发行版本及其他
目前国内的红旗、新华等都发行了自己的 Linux 版本。
除了前面所提到的这些版本外,业界还存在着诸如 ubuntu、suse、fedora、gentoo、LFS 等使用的
版本。在此不做介绍,有兴趣的读者可以自行查找相关的资料做进一步的了解。
2 虚拟机安装
2.1 虚拟机的概念
VMWare 是一个“虚拟 PC”软件.它使你可以在一台机器上同时运行二个或更多
Windows、DOS、LINUX 系统。
多启动系统在一个时刻只能运行一个系统,在系统切换时需要重新启动机器。VMWare 是真正
“同时”运行,多个操作系统在主系统的平台上,就象标准 Windows 应用程序那样切换。而且每个
操作系统你都可以进行虚拟的分区、配置而不影响真实硬盘的数据,你甚至可以通过网卡将几台
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jeter520
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