物聯(lián)網(wǎng)系列專業(yè)課程：物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)操作系統(tǒng)

物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)操作系統(tǒng),中智訊（武漢）科技有限公司,Linux操作系統(tǒng)概述Linux常用軟件工具嵌入式Linux系統(tǒng)開發(fā)網(wǎng)關(guān)鏡像更新與使用Linux程序開發(fā)與編譯Linux基礎(chǔ)應(yīng)用實驗,嵌入式與操作系統(tǒng),為什么需要操作系統(tǒng)？早期的8位/16位系統(tǒng)中大多沒有操作系統(tǒng)；進(jìn)入32位時代：系統(tǒng)中的軟件越來越復(fù)雜，完全駕馭的能力不夠；維護(hù)成本太高、系統(tǒng)升級困難。使用嵌入式操作系統(tǒng)：穩(wěn)定性好、性能高、功能完善,遵循標(biāo)準(zhǔn)，便于移植、升級嵌入式操作系統(tǒng)的特點：提供內(nèi)核管理多任務(wù)管理外圍資源管理要更穩(wěn)定可裁剪、可配置實時性需求針對應(yīng)用的優(yōu)化與功能增強,常見的嵌入式操作系統(tǒng),uC/OS-II操作系統(tǒng)（類似的有Contiki、freeRTOS）：簡單高效、免費、支持64個任務(wù)、支持多種CPU、無設(shè)備驅(qū)動程序、缺乏足夠的應(yīng)用模塊；Linux操作系統(tǒng)：類似UNIX；免費；源代碼開放；符合POSIX標(biāo)準(zhǔn)；支持TCP/IP；支持絕大多數(shù)32位和64位CPU；搶先式多任務(wù)處理；內(nèi)存保護(hù)；虛擬內(nèi)存等；WinCE/WindowsPhone/Windows10IoT操作系統(tǒng)：Microsoft出品、需購買許可、支持多線程、有優(yōu)先級、虛擬內(nèi)存、提供類似PC機的操作系統(tǒng)界面；VxWorks操作系統(tǒng)：收費價格昂貴；通常只提供二進(jìn)制碼內(nèi)核；支持多種CPU；完整的開發(fā)工具和測試工具；完備的設(shè)備驅(qū)動和應(yīng)用模塊；支持POSIX標(biāo)準(zhǔn)；性能好，功能齊全；Andriod操作系統(tǒng)：Google與開放手機聯(lián)盟合作開發(fā)的基于Linux平臺的開源手機操作系統(tǒng)；MacOSX操作系統(tǒng)；KeilRTX；,Linux操作系統(tǒng),1969年，Bell實驗室，發(fā)明UNIX；1991年，芬蘭LinusTorvalds，設(shè)計了Linux。最初設(shè)計為桌面系統(tǒng)，現(xiàn)廣泛應(yīng)用于服務(wù)器。Linux的特點：支持多種體系結(jié)構(gòu)，支持大量外設(shè)，網(wǎng)絡(luò)功能完善開放源代碼，軟件資源豐富，內(nèi)核穩(wěn)定而高效，大小及功能均可定制。滿足嵌入式操作系統(tǒng)的要求，目前在嵌入式領(lǐng)域高速發(fā)展，催生了一些嵌入式Linux，如uClinux、RTLinux,知識延伸：GNU、自由軟件,常見Linux發(fā)行版,Ubuntu：目前最流行的Linux發(fā)行版，每半年發(fā)行一個新版本，安裝簡單，操作界面友好RedHat9.0：老牌Linux發(fā)行版，早期嵌入式開發(fā)常用環(huán)境，驅(qū)動支持比較老，安裝復(fù)雜Fedora：RedHat后續(xù)社區(qū)版本，測試新功能，更新較快Centos：社區(qū)企業(yè)操作系統(tǒng)，基于RedHat商業(yè)版的源碼編譯而成，免費,嵌入式操作系統(tǒng)應(yīng)用場景,嵌入式Linux系統(tǒng)組成,一個基于linux的完整的嵌入式系統(tǒng)由三個部分組成：系統(tǒng)引導(dǎo)程序、linux操作系統(tǒng)內(nèi)核和文件系統(tǒng)。系統(tǒng)引導(dǎo)程序通常稱作BootLoader，平臺上執(zhí)行的第一段代碼，常見的有uboot、vivi、blob、redboot等。Kernel即又Linux內(nèi)核源碼進(jìn)行定制裁剪交叉編譯生成，一般比較小。文件系統(tǒng)主要存儲用戶應(yīng)用程序，同時包括系統(tǒng)配置文件、系統(tǒng)程序和必需的驅(qū)動程序，根據(jù)用戶所加入應(yīng)用程序的大小，文件系統(tǒng)所占空間也存在比較大的差異。采用分區(qū)存放。,Linux內(nèi)核結(jié)構(gòu)示意圖,嵌入式Linux開發(fā)模型,嵌入式Linux開發(fā)在宿主機上進(jìn)行：,標(biāo)準(zhǔn)Linux,虛擬機+標(biāo)準(zhǔn)Linux,Linux模擬環(huán)境,Linux環(huán)境下GNU工具（編譯、鏈接）,安裝環(huán)境,安裝工具,在虛擬機安裝嵌入式Linux操作系統(tǒng),1.系統(tǒng)CPU要支持虛擬化2.在BIOS中開啟VT-x或者AMD-V3.電腦系統(tǒng)建議Win764位以上，內(nèi)存4G及以上,安裝說明,Linux操作系統(tǒng)概述Linux常用軟件工具嵌入式Linux系統(tǒng)開發(fā)網(wǎng)關(guān)鏡像更新與使用Linux程序開發(fā)與編譯Linux基礎(chǔ)應(yīng)用實驗,熟悉Linux環(huán)境下基本操作,通過VirtualBox安裝完ZEmbeOS，需要先了解開發(fā)中常用的一些工具及部分軟件的配置：任務(wù)欄文件瀏覽器常用軟件：終端、文本編輯器中文輸入法,網(wǎng)絡(luò)設(shè)置（虛擬機）,設(shè)置虛擬機網(wǎng)絡(luò)：,選擇橋接網(wǎng)卡，界面名稱選擇本地的網(wǎng)卡設(shè)備,網(wǎng)絡(luò)設(shè)置（ubuntu）,網(wǎng)絡(luò)設(shè)置：右鍵單擊Ubuntu任務(wù)欄的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)圖標(biāo)，選擇“編輯連接”；彈出網(wǎng)絡(luò)連接界面，在“有線”選項卡內(nèi)選擇“編輯”按鈕開始設(shè)置網(wǎng)絡(luò)IP等參數(shù)；點擊應(yīng)用，保存網(wǎng)絡(luò)設(shè)置退出。,設(shè)置靜態(tài)IP地址,網(wǎng)絡(luò)設(shè)置（ubuntu）,網(wǎng)絡(luò)設(shè)置：在Ubuntu中單擊菜單應(yīng)用程序-附件-終端打開終端，在終端命令行輸入命令可以查看到網(wǎng)卡的信息。,ubuntuubuntu-laptop:$ifconfigeth1Linkencap:以太網(wǎng)硬件地址08:00:27:b4:0c:9cinet地址:05廣播:55掩碼:inet6地址:fe80:a00:27ff:feb4:c9c/64Scope:LinkUPBROADCASTRUNNINGMULTICASTMTU:1500躍點數(shù):1接收數(shù)據(jù)包:557錯誤:0丟棄:0過載:0幀數(shù):0發(fā)送數(shù)據(jù)包:254錯誤:0丟棄:0過載:0載波:0碰撞:0發(fā)送隊列長度:1000接收字節(jié):57350(57.3KB)發(fā)送字節(jié):38186(38.1KB)loLinkencap:本地環(huán)回inet地址:掩碼:inet6地址:1/128Scope:HostUPLOOPBACKRUNNINGMTU:16436躍點數(shù):1接收數(shù)據(jù)包:120錯誤:0丟棄:0過載:0幀數(shù):0發(fā)送數(shù)據(jù)包:120錯誤:0丟棄:0過載:0載波:0碰撞:0發(fā)送隊列長度:0接收字節(jié):10012(10.0KB)發(fā)送字節(jié):10012(10.0KB),網(wǎng)絡(luò)設(shè)置-視頻,$sudomount-tvboxsfshare/opt/share/共享文件夾映射$sudoumount/opt/share/共享文件夾釋放,虛擬機文件共享,在windows下面共享虛擬機下的內(nèi)容，把Linux下的內(nèi)容可以在windows下直接訪問，在終端上面使用如下的命令進(jìn)行操作：,文件共享不支持中文名稱文件,特殊說明,虛擬機文件共享-視頻,Linux常用命令,Linux的系統(tǒng)管理主要在控制終端下進(jìn)行，通過使用命令行的方式進(jìn)行管理；Linux的命令（也包括文件名等等）對大小寫是敏感的；help提供內(nèi)部命令的幫助；擅用Tab鍵；參考資料：Linux常用命令大全.CHM。,終端命令的使用,查詢當(dāng)前目錄文件列表：ls,ls/顯示/.下的所有文件和目錄；ls-l給出文件或者文件夾的詳細(xì)信息；ls-a顯示所有文件，包括隱藏文件；例如：$ls-lmnt“查看mnt目錄的詳細(xì)內(nèi)容”總用量0drwxrwxrwx1rootroot02012-06-0509:32share,建立一個目錄：mkdir,$mkdirpackage“創(chuàng)建package文件夾”,刪除文件/目錄：rm,rm-optionstarget-f即使原檔案屬性設(shè)為唯讀，亦直接刪除，無需逐一確認(rèn)。-r將目錄及以下之檔案亦逐一刪除。$rm-rfmnt“刪除mnt文件夾下所有內(nèi)容”,終端命令的使用,訪問權(quán)限：chmod,chmod-cfvRabcfile-c:若該檔案權(quán)限確實已經(jīng)更改，才顯示其更改動作-f:若該檔案權(quán)限無法被更改也不要顯示錯誤訊息-v:顯示權(quán)限變更的詳細(xì)資料-R:對目前目錄下的所有檔案與子目錄進(jìn)行相同的權(quán)限變更(即以遞回的方式逐個變更)其中a,b,c各為一個數(shù)字，分別表示User、Group、及Other的權(quán)限，r=4，w=2，x=1：若要rwx屬性則4+2+1=7；若要rw-屬性則4+2=6；若要r-x屬性則4+1=5。例如：$chmod777package”修改package的權(quán)限為所有用戶可讀、可寫、可執(zhí)行”,進(jìn)入文件夾：cd,$cdpackage”進(jìn)入package所在目錄”,終端命令的使用,壓縮解壓：tar,tar-optionsfile-Cdir將file文件解壓縮/將dir目錄壓縮成file-c壓縮文件-f指定壓縮/解壓縮文件-v顯示壓縮/解壓縮過程-z壓縮/解壓縮.tgz格式文件-j壓縮/解壓縮.tar.bz2格式文件-C指定解壓縮路徑例如：$tarxvzfkernel.tar.gz“解壓縮.tar.gz文件包”,加載/卸載一個硬件設(shè)備：mount/umount,$mount-tvfat/dev/ub/a/part1/media“將part1掛載在/media下”$umount/media“卸載/media文件夾”,終端命令的使用,網(wǎng)絡(luò)命令：ifconfig,ifconfig網(wǎng)絡(luò)設(shè)備參數(shù)如：$ifconfigeth00“配置eth0的ip地址”$ifconfigeth10netmask“配置eth1的ip地址”,網(wǎng)絡(luò)命令：ping,$ping“測試本機和是否能夠連接通”,網(wǎng)絡(luò)文件傳輸命令：tftp,tftp-g05-r服務(wù)端文件l本地文件$tftp-g05-rhello-l./hello“將服務(wù)器tftp目錄下的hello文件下載到本地”,Linux操作系統(tǒng)概述Linux常用軟件工具嵌入式Linux系統(tǒng)開發(fā)網(wǎng)關(guān)鏡像更新與使用Linux程序開發(fā)與編譯Linux基礎(chǔ)應(yīng)用實驗,嵌入式Linux系統(tǒng)組成,一個基于linux的完整的嵌入式系統(tǒng)由三個部分組成：系統(tǒng)引導(dǎo)程序、linux操作系統(tǒng)內(nèi)核和文件系統(tǒng)。,Android文件系統(tǒng),QT文件系統(tǒng),基本文件系統(tǒng),嵌入式Linux開發(fā)步驟,一般嵌入式系統(tǒng)開發(fā)包含以下步驟：準(zhǔn)備Linux宿主機環(huán)境，安裝必備的嵌入式開發(fā)工具及軟件依賴包部署交叉編譯環(huán)境，設(shè)置工作路徑BootLoader移植：裁剪、驅(qū)動、調(diào)試Linux內(nèi)核移植：裁剪、調(diào)試最小文件系統(tǒng)制作Linux驅(qū)動開發(fā)：針對外設(shè)進(jìn)行驅(qū)動移植、調(diào)試Linux應(yīng)用程序開發(fā)：針對無圖形的系統(tǒng)，開發(fā)必要的應(yīng)用Linux圖形系統(tǒng)移植及程序開發(fā)：QT、Android硬件Hal層驅(qū)動開發(fā)（Android）打包發(fā)布集成的系統(tǒng)鏡像,培訓(xùn)Linux實驗源碼介紹,應(yīng)用程序,應(yīng)用編譯器,內(nèi)核編譯器,Linux源碼,uboot源碼,uImage,ubootpak.bin,rootfs.img,通過busybox工具包制作,s5p4418-linux.tgz,Linux操作系統(tǒng)概述Linux常用軟件工具嵌入式Linux系統(tǒng)開發(fā)網(wǎng)關(guān)鏡像更新與使用Linux程序開發(fā)與編譯Linux基礎(chǔ)應(yīng)用實驗,培訓(xùn)實驗平臺系統(tǒng)鏡像,Uboot鏡像,內(nèi)核鏡像,內(nèi)核+基礎(chǔ)文件系統(tǒng)集合鏡像,內(nèi)核+Linux最小文件系統(tǒng)鏡像,Android文件系統(tǒng)鏡像,培訓(xùn)平臺刷機工具（Android）,Uboot鏡像,內(nèi)核+基礎(chǔ)文件系統(tǒng)集合鏡像,Android文件系統(tǒng)鏡像,培訓(xùn)平臺刷機工具（Linux）,Uboot鏡像,內(nèi)核+Linux最小文件系統(tǒng)鏡像,Android系統(tǒng)刷機視頻,按住VOL-按鍵不放，再同時按一下復(fù)位按鍵，直到LCD進(jìn)入到刷機狀態(tài)，松開VOL-按鍵,Linux系統(tǒng)刷機視頻,按住VOL-按鍵不放，再同時按一下復(fù)位按鍵，直到LCD進(jìn)入到刷機狀態(tài)，松開VOL-按鍵,Linux操作系統(tǒng)概述Linux常用軟件工具嵌入式Linux系統(tǒng)開發(fā)網(wǎng)關(guān)鏡像更新與使用Linux程序開發(fā)與編譯Linux基礎(chǔ)應(yīng)用實驗,Linux程序開發(fā),Linux下常規(guī)應(yīng)用程序開發(fā)沒有可視化的編程IDE環(huán)境，一般通過文本編輯器進(jìn)行代碼的編寫和修改程序通過在終端調(diào)用GCC編譯器進(jìn)行程序的編譯工程較大的源碼，需要通過Makefile文件進(jìn)行管理，描述源程序之間的依賴關(guān)系，并實現(xiàn)自動化的編譯工作Bash腳本是Linux下常用的批命令處理文件，往往也用于命令的批量化執(zhí)行一般開源的源碼都集成Makefile工程管理文件及ReadMe文件，指引如何進(jìn)行開發(fā),GCC&Makefile,GCC原名為GNUC語言編譯器,是一套由GNU開發(fā)的編程語言編譯器。它是一套以GPL及LGPL許可證所發(fā)行的自由軟件，也是GNU計劃的關(guān)鍵部分，亦是自由的類Unix及蘋果電腦MacOSX操作系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)編譯器，Linux下默認(rèn)的編譯器就是GCC。Makefile文件來描述源程序之間的相互關(guān)系并自動維護(hù)編譯工作，用戶只需要對已經(jīng)完成的Makefile執(zhí)行make命令就可以實現(xiàn)其對源代碼的編譯；Makefile文件需要按照某種語法進(jìn)行編寫，文件中需要說明如何編譯各個源文件并連接生成可執(zhí)行文件，并要求定義源文你的是之間的依賴關(guān)系。,GCC編譯流程,GCC的使用,gcc最基本的用法是gccoptionsfilenames,$gcc-ohellohello.c#編譯hello.c程序源碼$./hello#執(zhí)行編譯生成的hello文件,Makefile的編寫,Makefile文件是Linux下面用于解釋make命令工具的工程管理文件，它使得Linux下面眾多開源項目能夠進(jìn)行“自動化編譯”；當(dāng)在源碼工程中執(zhí)行make命令，系統(tǒng)將會自動根據(jù)工程內(nèi)的Makefile文件來進(jìn)行源碼的編譯；Makefile文件的核心規(guī)則如下：,target:prerequisitesCommand#target也就是一個目標(biāo)文件，可以是ObjectFile，也可以是執(zhí)行文件，還可以是一個標(biāo)簽（Label）。#prerequisites就