事半功倍之学习Linux系统框架（二）

硬件平台：迅为i.MX6ULL终结者

软件系统：Linux

从裸机到OS

做过单片机开发的人都知道裸机程序，裸机程序是在硬件之上直接运行自己写的程序，这种方式简单易懂，

如果使用Linux来开发产品，Linux操作系统上面可以运行应用程序，操作系统和硬件的接口是驱动程序，在框架上更复杂了，总体框架如图：

为什么要用Linux系统呢，是要让产品开发变得更容易，如果只是一个简单的控制，用单片机就够了。但是一些高新的产品，如：网络协议站，复杂的图形界面，多任务的开发，这些复杂的应用就需要用到Linux了，

Linux可看成是一个大软件或者说是一个大程序

它是用C语言来开发的。也有少量的汇编，汇编代码主要在系统的启动部分，在Linux这个大程序的基础上做项目。

Linux提供了大量的资源，如：网络协议站，内存管理，设备管理等等，最终的目地是为了让产品开发更加的简单，但是学习起来还是有一定难度的。Linux架构越来越复杂，但使用越来越方便。也就是说使用的方便性是以复杂的架构为代价的。

有了Linux系统，使得软件开发人员化分成两种类型，应用程序和驱动程序，应用开发人员可以不懂底层驱动，应用开发只关注业务逻辑linux系统框图，而驱动开发关注硬件特性。

应用程序通过“系统调用”来使用内核资源，

驱动是Linux内核的一部分，驱动的架构越来越复杂，目的是为了我们做的事情越来越少。

Linux的内核态和用户态

Linux的内核运行在内核态；应用程序运行在用户态，内核态的权限更高，用户态的程序不能直接访问硬件资源，必须通过操作系统内核来对硬件访问。

内核态和用户态不仅是软件上的抽象，ARM处理器本身在硬件上就支持这两种状态。

ARM处理器的工作模式：用户模式，系统模块，中断模块。应用直接访问硬件会触发异常中断，从而阻止应用程序直接访问硬件，所以用户态和内核态的划分使系统更加安全。内核级有更高的特权。

刚才我们提到了“系统调用”，这是用户态调用内核态函数的方法，一般通过软中断的方式。软中断是软件指令触发。ARM有对应指令，不同于按键等外部中断。

文件系统

文件系统可直观的理解为Windows上的文件资源管理器，我们上面提到的应该程序就放在文件系统中。

Linux启动后一定要挂载一个文件系统，这样应应程序才能被执行，但VxWorks,ucos等并不需要挂载。

文件系统可大可小，通过构造文件系统可衍生QT,ubuntu,android等系统。

Linux还有一个重要思想：一切皆文件，像串口，led,按键等这些硬件设备，都可以归结为像文件一样的操作，如read,write,open,close，大家在后期编程过程中会深刻的体会到这一点。

Linux初学者需要了解的三个知识点：

引导程序（bootloader）;（是开发板上电首先运行的程序）

Linux内核镜像：zimage；（bootloader启动后会把内核引导起来）

文件系统镜像：system.img/rootfs.tar.ba2（内核启动最后会挂载文件系统）

并且要了解三个文件之间的关系。初期很多工作都是围绕这三个知识点展开的（开发环境搭建，编译系统，烧写系统），不同的系统文件名会有差异。设备树文件可看成Linux内核的一部分）

（编辑：威海站长网）

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