原创 基于PC/104平台嵌入式Linux的核心定制方法

　　字符设备。其中有:

　　       I2C support: I2C是Philips极力推动的微控制应用中使用的低速串行总线协议。如果要选择下面的Video For Linux，该项必选。
       Mice:鼠标。现在可以支持总线、串口、PS/2、C&T82C710 mouseport、PC110 digitizerpad。
       Joysticks:手柄支持。Watchdog Cards:如果把这个选中，那么就会在/dev下

　　(21)Filesy stems文件系统。介绍以下几项:

　　       Quota support: Quota可以限制每个用户可以使用的硬盘空间的上限，在多用户共同使用一台主机的情况中十分有效。
       DOSFAT fssupport: DOSFAT文件格式的支持，可以支持FAT16、FAT32。
ISO 9660CD-ROM file system support:光盘使用的就是ISO9660的文件格式。
       NTFS file system support:ntfs是NT使用的文件格式。
/ proc file system support:/proc文件系统是Lnux提供给用户和系统进行交互的通道，应该选上，否则有些功能没法正确执行。

　　还有另外3个大类是:Network File Systems(网络文件系统)、Partition Types(分区类型)、 NativeLanguageSupport(本地语言支持)。值得一提的是NetworkFileSystems里面的两种:NFS和SMB分别是Linux和Windows相互以网络邻居的形式访问对方所使用的文件系统。

　　(22)Console drivers控制台驱动。一般使用VGA text console就可以了，标准的80325的文本控制台。

　　(23)Sound声卡驱动。

　　(24)USB supprotUSB支持。很多USB设备，比如鼠标、调制解调器、打印机、扫描仪等，在Linux都可以得到支持。

　　(25)Kernel hacking配置此选项可以在系统崩溃时，也可以进行一定的工作了。但对于普通用户是用不着这个功能的。

　　内核编译

　　内核配置结束后就可以编译内核了，内核编译只有几个指令，但是内核编译的时间可能会很长。在执行内核配置之前可以先执行#make mrproper命令，检查内核源程序，以发现内核文件是否完备。

　　内核编译的命令如下:

　　       #maked ep:使内核正确设置所有模块的依赖关系。
       make clean:清除所有已存在的目标文件，已存在的目标文件主要由上次内核编译形成，如果忘记做这一步，生成的内核将会非常庞大。
       #make zImage/zdisk/bzImage/zlilo:生成一个经过压缩的内核。如果要制作成启动盘就使用make zdisk，而make zlilo则把生成的内核加入LLO中，不过在最初几次编译内核时不要使用此项，以免系统因生成的内核有故障而不能启动。make bzImage用于生成超过1M文件大小的内核，makezImage生成小于1M的内核。内核文件是经过压缩处理的。如果内核中使用了可装卸的模块，则需要依次运行以下指令:
       #make modules:编译内核模块。
       #make modules_install:安装内核模块。

　　编译后的内核文件存放在arch/i386/boot/目录下。以下为一个内核编译配置脚本，采用该脚本编译的内核可运行于当前所有x86平台，不具备网络和串口支持，内核编译后的大小在200K以内。

　　       #基于x86体系结构
       CONFIG_X86=y
       #是内核中最新功能(或处于实验中的功能) 可用
       CONFIG_EXPERIMENTAL=y
       #选择处理器类型和数学处理器仿真
　CONFIG_M386=y
       CONFIG_MATH_EMULATION=y
       #设置进程间通信协议
       CONFIG_SYSVIPC=y
       CONFIG_SYSCTL=y
       #设置可支持的二进制文件格式
       CONFIG_BINFMT_ELF=y
       #块设备支持，CFC和DOC在此设置不同
       #设置内核支持DE驱动器
       CONFIG_BLK_DEV_DE=y
       CONFIG_BLK_DEV_DEDISK=y
       CONFIG_BLK_DEV_CMD640=y
       CONFIG_BLK_DEV_RZ1000=y
       CONFIG_BLK_DEV_DEPCI=y
       CONFIG_BLK_DEV_DEDMA=y
       CONFIG_IDEDMA_AUTO=y
       CONFIG_BLK_DEV_CS5530=y
       CONFIG_BLK_DEV_LOOP=y
       CONFIG_PARDE_PARPORT=y
       #字符设备设置
       CONFIG_VT=y
       #文件系统设置
       #支持/proc、ext2文件系统
       CONFIG_PROC_FS=y
       CONFIG_EXT2_FS=y
       #支持字符型终端
       CONFIG_VGA_CONSOLE=y

　　网络与串口通信功能

　　Linux内核内置对网络和串口的支持，具体到内核编译，只要设置部分内核参数即可。以下是网络设备的支持，需要注意的是其中PCI设备支持选项和以太网设备支持选项，如果选择网卡，这两类设备都必须被支持。网卡的驱动程序如果未包含到内核，则可以模块形式加载。
CONFIG_NET=y
CONFIG_PCI=y
CONFIG_PCI_GOANY=y
CONFIG_PCI_BIOS=y
CONFIG_PCI_DIRECT=y
CONFIG_PCI_QUIRKS=y
CONFIG_PCI_OLD_PROC=y
CONFIG_NETLINK=y
CONFIG_INET=y
CONFIG_NET_ETHERNET=y

　　以下是串口设置参数，如果单纯支持两个串口，则设置CONFIG_SERIAL项即可。在系统需要4个以上串口支持，或需要

　　CONFIG_SERIAL=y
#CONFIG_SERIAL_CONSOLE
#CONFIG_SERIAL_EXTENDED
#CONFIG_SERIAL_NONSTANDARD

　　本项目中仅设置两个串口支持。

　　文件系统定制

　　Linux操作系统为方便管理把外存抽象成一个可随时访问的块，为方便管理和使用又在块设备层上再作抽象，把块设备抽象成为文件系统，由文件系统管理块设备上的数据等，文件系统有很多种，不同文件系统有不同的管理方式，造成系统不兼容，为解决这个问题，在文件系统上又作一次抽象，提出了虚拟文件系统的概念。Linux虚拟文件系统为用户提供了一个公共的接口，而不需要了解物理设备或逻辑系统的细节，系统允许系统管理员将在任何物理设备上的逻辑文件系统挂接在文件目录中。

　　目录结构

　　Linux文件系统符合FHS(Filesystem Hierarchy Standard)标准，由一些目录和文件组成。根据安装的方式不同，这些目录可能是不同的文件系统。通常，一个系统可以有多个文件系统组成:根分区文件系统(/)，和安装在/usr下的文件系统，还有其他安装在/home、/var文件系统。

　　Linux目录结构起始与根目录，其中包含以下目录:

　　       /vmlinuz
       内核文件，内核文件的位置可由系统引导程序指定。
       /bin
       包含系统可执行程序，可以在这个目录下找到linux常用的命令。
       /boot
       存放系统启动时所需的各项文件。
       /dev
       包含所有的设备文件，这些设备是和系统的硬件有一定相互对应关系的特殊文件，分为块设备、字符设备和特殊设备，dev是设备(device)的英文缩写。目录中包含了所有Linux系统中使用的外部设备，但是这里并不是放的外部设备的驱动程序，它实际上是一个访问这些外部设备的标识。在Linux系统中，对外部设备的访问和访问一个文件、一个目录没有任何区别。
/cdrom
     用于将光驱文件系统加载到这个目录下。
/etc
     Linux系统的绝大部分配置文件都存放在这里。比如网络配置文件，文件系统，XWindow配置文件，设备配置信息，设置用户信息等都在这个目录下。
/sbin
     存放系统程序。和/bin目录类似，但这些文件往往是用来进行系统管理或提供系统服务的，一般只有root才有运行的权限。
/home
        存放一般用户个人目录的主目录，如果建立一个用户，用户名是“xx”，那么在/home目录下就有一个对应的/home/xx路径。
/lib 
       存放系统的各种库文件，lib是库(library)英文缩写。这个目录用来存放系统动态连接共享库，采用动态链接编译的应用程序都会用到这个目录下的共享库。

/lost+found
       用于放置垃圾文件，这个目录在大多数情况下都是空的。但是如果正在工作的计算机突然停电，或是没有用正常方式关机，重新启动机器的时候，有些文件就会找不到应该存放的地方，对于这些文件，系统将他们放在这个目录下。
/mnt
       为其他的文件系统提供安装点，这个目录在一般情况下也是空的。
/proc
       一个虚拟的文件系统，系统启动后从内存中建立，用于内存读取数据。可以在这个目录下获取系统信息，这些信息是在内存中，由系统自己产生的。
/root
        超

　　保存大小和内容随时改变的文件，通常各种系统日志文件放在这里。

　　在定制文件系统的过程中，目录结构必须手工定制，以上描述的仅仅是根目录下的目录，在这些目录下还有一些子目录，而且不同的子目录其设置也不同。以下程序可以建立一个完备的目录结构，这个目录结构完全符合FHS标准。

　　ROOT=目标系统路径
cd＄ROOT
mkdir-pbin boot dev/ptsetc/opt home lib
mntprocrootsbintmpvaropt&&
for dirname in＄ROOT/usr＄ROOT/usr/
local
　　do
　　mkdir＄dirname
　　cd＄dirname
　　mkdir binetc include lib sbin share src
　　ln-sshare/man
　　ln-sshare/doc
　　ln-sshare/info
　　cd＄dirname/share
　　mkdir dict doc info locale mannls miscterm info zoneinfo
　　cd＄dirname/share/man
　　mkdirman{1，2，3，4，5，6，7，8}
done&&
cd＄ROOT/var&&
mkdir-plock log mail run spool tmp opt
cachelib/misclocal&&
cd＄ROOT/opt&&
mkdir bin doc include info lib man &&
cd＄ROOT/usr&&
ln-s11/var/tmp
cd＄ROOT&&
chmod0750root&&
chmod1777tmpvar/tmp

　　文件系统

　　Linux采用虚拟文件系统(VFS)作为实际文件系统和操作系统之间的接口，将实际的文件系统和操作系统隔离开来。通过虚拟文件系统技术，Linux可以支持除EXT之外的许多文件系统类型。各文件系统为虚拟文件系统提供一致的接口，从而将不同文件系统的细节隐藏了起来。对操作系统的其他部分，以及运行在操作系统之上的程序而言，所有的文件系统都是一样的。

　　本系统采用ext2磁盘文件系统格式，这是一种比较新的磁盘文件系统格式，在具体应用中也可以根据存储空间的大小选择FAT或minix等文件格式。

　　本系统定制后的目录有:bin，boot，dev，etc， proc，root，sbin，usr。
/bin，/sbin目录下是系统初始化与运行过程中必须用到的指令集合。
/boot目录下是系统引导时用到的文件和内核文件，这些文件是通过内核定制得到的，包括:boot1b，bzImage，map。
/dev目录下是设备文件。
/etc目录下是系统配置文件，系统引导后执行的第一个配置文件inittab就在这个目录下，了解和掌握这个配置文件是分析和掌握Linux系统的关键。
/proc目录在系统启动后被内核使用，系统启动后该目录是一个单独的文件系统。
/root目录是系统管理员的用户根目录.
/usr目录中存放用户安装的应用系统。

　　总结

　　嵌入式Linux技术在海洋自动观测系统中的应用，可以进一步推进我国海洋自动观测系统产权自主化的建设，增强系统安全性、大幅度提高系统性能，为应用软件系统提供一个自主、安全、可靠、高效的运行平台，提高系统间兼容、提高开发效率、缩短开发周期、增强可移植性，这一工作对完成当前国家海洋工作任务及未来我国海洋事业的发展意义深远。基于PC/104平台的Linux内核与文件系统定制，是进行面向海洋自动观测系统嵌入式Linux系统研制工作的关键技术，是系统研制过程中的核心步骤。