嵌入式工具复习汇总（1）

2、 嵌入式Linux和通用Linux有哪些区别，Linux中哪些因素/特性会对嵌入式软件开发影响较大。

嵌入式Linux内核 - 为特殊的硬件配置、或为了支持特别的应用而经过特别的裁剪的修改过的Linux内核。嵌入式Linux系统就是利用Linux自身的许多特点，把它应用到嵌入式系统里，利用Linux开放源代码、Linux的内核小、效率高，内核的更新速度很快、Linux是免费的OS，在价格上极具竞争力以及Linux适应于多种CPU和多种硬件平台，是一个跨平台的系统。到目前为止，它可以支持二三十种CPU。而且性能稳定，裁剪性很好，开发和使用都很容易的特点。

4、软硬件方式交叉调试各有何特点，分别举例说明。

软件方式交叉调试的特点：

适用于应用程序开发，是应用程序开发的常用工具。

不适合内核代码及启动代码调试，因为软件调试只能在目标机系统初始化完毕、调试通信端口初始化完成后才起作用！

调试环境不同于实际目标环境，如操作系统需要一定的修改，从而派生了产品调试版。

硬件方式交叉调试的特点：

硬件方式交叉调试和软件方式交叉调试相比调试能力更加强大，调试性能更优！但通常，成本也会更高！

通过仿真硬件的执行过程来完成。

5、为什么需要使用Makefile?解释Makefile的工作原理和工作流程。Autotool基本功能

为什么需要使用makefile：可以根据时间戳自动发现更新过的文件  自动编译管理器，大大提高工作效率

Makefile的工作原理：检查规则中依赖条件是否存在。检查规则中的目标是否更新。

Autotool基本功能：自动生成Makefile，为程序开发管理提供了更方便、更高效的工具，同时提供了更多的功能

6、gdb调试器有哪些常用功能？列举至少5个。

设置断点   监视、修改变量   单步执行   显示寄存器的值   修改寄存器的值

堆栈查看  远程调试

8、描述建立gcc交叉编译环境的基本步骤。

一、准备工作：安装Linux操作系统，下载交叉编译文件包。

二、建立交叉编译环境目录。

三、安装交叉编译环境。

四、配置环境变量。

 

3、描述嵌入式系统初始化的基本流程。

硬件初始化 实时系统初始化应用初始化

 

4、Bootloader的功能和启动过程。

系统加电后，先执行

第一段汇编代码，进行相应的内部硬件初始化（寄存器、内存等），将第二阶段C代码复制到RAM地址bloc-abs-base，然后跳转到第二阶段开始执行;

第二阶段中，从汇编代码跳转到C的main（）函数，继续如下工作：外围硬件初始化（串口，usb等）；将flash中的kernel加载到SDRAM的kernel区域；

将Flash中的ramdisk加载到SDRAM的ramdisk区域；

根据用户的选择，进入命令模块或启动kernel。

5、Explain  image executes  scenarios: ROM+RAM，ROM=>RAM， Host  =>RAM.（Loader加载可执行程序的3种方式）

6、Linux  Virtual File  System的功能及结构。

（1）、提供对不同文件系统的封装，提供统一的文件操作界面。

（2）、当系统需要挂载多种文件系统时，方便编程。

（3）、虚拟文件系统本身不含有文件，也不直接管理文件，不需要保存在永久介 质中！

（4）、VFS是系统启动时由内核在内存中创建的。

VFS 结构：依靠4 个主要的数据结构和一些辅助的数据结构来描述其结构信息，这些数据结构表现得就像是对象；每个主要对象中都包含由操作函数表构成的操作对象，这些操作对象描述了内核针对这几个主要的对象可以进行的操作。

超级块对象：存储一个已安装的文件系统的控制信息，代表一个已安装的文件系统；

索引节点对象：存储了文件的相关信息，代表了存储设备上的一个实际的物理文件。

目录项对象：的概念主要是出于方便查找文件的目的。

文件对象：是已打开的文件在内存中的表示，主要用于建立进程和磁盘上的文件的

对应关系。

7、什么是Linux根文件系统，一般都包含哪些内容。

Linux 启动时第一个必须挂载的就是根文件系统，一般包含的内容有：程序库，内核模块，内核影像，设备文件，主要系统应用程序，定制应用程序，系统初始化。

8、在目标板创建文件系统的基本步骤。 

9、文件系统都有哪些特性，如何根据这些特性选择文件系统。 

10、描述EXT2文件系统的特点。

11、描述Cramfs文件系统的特点。

12、描述JFFS2文件系统的特点。

13、描述YAFFS2文件系统的特点。 

14、Ext2文件系统的物理结构(Physical Structure)

15、什么是NFS-MountedFile System，有何用途。

16、什么是Port-mapped  I/O和Memorymapped  I/O，各有什么特点。

Memory-mapped I/O

 I/O设备的寄存器和内存被映射到CPU的内存地址空间

CPU访问I/O设备的方式和操作普通内存的方式是一样的。这样简化了I/O操作。

 I/O设备和普通内存共享相同的总线信号(地址、数据、控制)

 因为I/O操作要比内存操作慢，所以这种方式，会降低总线的速率，造成内存操作的性能下降

 由与此类型的CPU架构采用了单独的地址空间，所以CPU的逻辑、设计都变的简单了，CPU的运行速度变快了，RISC计算机就是采取这种设计方式。

port I/O

有单独的指令来进行I/O访问，在intel架构中，通过in/out指令完成

有单独的I/O地址空间， 有单独的I/O总线 

 

17、Linux有哪些文件类型？如何找到并区分这些不通的文件类型？

18、解释Linux里的用户空间和核心空间

在操作系统中，虚拟内存通常会被分成用户空间（英语：User space，又译为使用者空间），与核心空间（英语：Kernel space，又译为内核空间）这两个区段。

这是存储器保护机制中的一环。内核、核心扩充（kernel extensions）、以及驱动程序，运行在核心空间上。而其他的应用程序，则运行在用户空间上。所有运行在用户空间的应用程序，都被统称为用户级（userland）。

19、解释mmap(内存映射)的功能。

 内存映射，简而言之就是将用户空间的一段内存区域映射到内核空间，映射成功后，用户对这段内存区域的修改可以直接反映到内核空间，相反，内核空间对这段区域的修改也直接反映用户空间。那么对于内核空间<---->用户空间两者之间需要大量数据传输等操作的话效率是非常高的。

  1、将一个普通文件映射到内存中，通常在需要对文件进行频繁读写时使用，这样用内存读写取代I/O读写，以获得较高的性能； 

2、将特殊文件进行匿名内存映射，可以为关联进程提供共享内存空间； 

3、为无关联的进程提供共享内存空间，一般也是将一个普通文件映射到内存中

 

20、What  is  Flat  Memory Management(MM)  in embedded  Linux.虚拟内存管理的区别；

21、什么是基于文件描述符（File  Descriptor）的文件操作，有何特点。

22、什么是基于文件指针（File  Pointer）的文件操作，有何特点。

23、I/O 系统的组成以及I/OSubsystem(I/O子系统)的作用与常用功能。

24、设备驱动的主要功能。

设备初始化

设备启动/停止

设备控制与管理,如

内核与设备间的数据传送（读写操作）

应用程序与设备间的数据传送（读写操作）

25、Linux设备驱动的主要特点。

设备驱动以设备文件的形式进行管理。

驱动程序运行在内核态，其代码（模块）一旦加载到内核，便成为内核的一部分，可以使用内核服务，如内存分配、中断服务等。

设备驱动可以在配置和编译内核时直接集成到内核中。所以有内核加载和模块加载之分。

对于模块加载方式，设备驱动长时间不用时可以卸载。

由于设备驱动是内核的一部分，要求代码具有和其它内核代码一样或更优的质量。

26、描述Linuxfile_operations的结构和常用选项，设备接口定义的目的。

27、描述Block  Devices, Character Devices, Network Devices的特点和用途。

28、描述Linux环境编写驱动的基本过程。 

29、Linux内核调试技术有哪些。 

30、什么是Lightweight  processes，主要用途。

轻量级进程(LWP)是建立在内核之上并由内核支持的用户线程

轻量级进程作用：继承内核的资源，连接用户线程。

31、什么是Copy  On Write技术，主要用途。

vfork()创建的进程各有何特点并描述创建子进程后的内存映像。

   Fork():单调用，双返回函数

1、在一个父进程基础上创建一个子进程或新进程。

通过拷贝当前进程创建一个子进程。

2、根据fork()的返回值确定执行父进程还是子进程代码！

理解：子进程是父进程的一个拷贝。具体说，子进程从父进程那得到了数据段和堆栈段，但不是与父进程共享而是单独分配内存。fork函数返回后，子进程和父进程都是从fork函数的下一条语句开始执行。
由于子进程与父进程的运行是无关的，父进程可先于子进程运行，子进程也可先于父进程运行。

 

Vfork():

1、 在一个父进程基础上创建一个子进程，但并不把父进程的映像全部复制到子进程中，而只是用复制指针的方法使它们实现资源共享。

2、为避免发生父子进程间数据操作冲突，vfork()保证子进程先于父进程被运行，在子进程调用execve()或exit()后，父进程才有机会被调度运行！

3、用vfork()创建的子进程虽然在名称上仍叫做进程，但实质上它是一个线程

理解：vfork创建新进程的主要目的在于用exec函数执行另外的程序，实际上，在没调用exec或exit之前子进程的运行中是与父进程共享数据段的。在vfork调用中，子进程先运行，父进程挂起，直到子进程调用exec或exit，在这以后，父子进程的执行顺序不再有限制。

 

两者区别：
 1、fork()用于创建一个新进程。由fork()创建的子进程是父进程的副本。即子进程获取父进程数据空间，堆和栈的副本。父子进程之间不共享这些存储空间的部分。而vfork()创建的进程并不将父进程的地址空间完全复制到子进程中，因为子进程会立即调用exec (或exit)于是也就不会存放该地址空间。相反，在子进程调用exec或exit之前，它在父进程的空间进行。
 2、vfork保证子进程先运行，在调用exec或exit之前与父进程数据是共享的,在它调用exec或exit之后父进程才可能被调度运行。

 3、vfork保证子进程先运行，在她调用exec或exit之后父进程才可能被调度运行。如果在调用这两个函数之前子进程依赖于父进程的进一步动作，则会导致死锁。