嵌入式Linux应用程序开发-1Linux快速入门

1.1 嵌入式Linux基础

1.1.1 Linux发展概述

Linux是指一套免费使用和自由传播的类UNIX操作系统。

1.1.2 Linux作为嵌入式操作系统的优势

1）低成本开发系统
2）可应用于多种硬件平台
3）可定制的内核
4）性能优异
5）良好的网络支持

1.1.3 发行版本

1）Red Hat
2）Debian

1.2 基础概念

1.2.1 文件系统、分区和挂载

文件系统：操作系统中与管理文件有关的软件和数据。Windows文件系统是以驱动器的盘符为基础，而且每一个目录是与相应的分区对应。Linux恰好相反，文件系统是一个文件树，例如"\usr\local"。对于Windows而言，就是指所有分区都是在一些目录下。在Windows下，目录结构属于分区，Linux下，分区属于目录结构。

在Linux中把每一个分区和某一个目录对应，以后在对这个目录的操作就是对这个分区的操作，这样就实现了硬件管理手段和软件目录管理手段的统一。这个把分区和目录对应的过程叫做挂载，而这个挂载在文件树中的位置就是挂载点。这种对应关系可以由随时中断和改变。

1.2.2 主分区、扩展分区 和逻辑分区

硬盘分区是针对一个硬盘进行操作的，它可以分为：主分区、扩展分区、逻辑分区。其中主分区就是包含操作系统启动所必需的文件和数据的硬盘分区，要在硬盘上安装操作系统，则该硬盘必须要有一个主分区，而且其主分区的数量可以是1~3个；扩展分区也就是除主分区外的分区，但它不能直接使用，必须再将它划分为若干个逻辑分区才可使用，其数量可以有0或1个；而逻辑分区则在数量上没有什么限制。

对于先装了Windows的用户，则Windows的C盘是装在主分区上的，可以把Linux安装在另一个主分区或者扩展分区上。通常为了安装方便安全起见，一般采用把Linux装在多余的逻辑分区上。

通常在Windows下的盘符和Linux设备文件的对应关系如下：
C盘——/dev/hda1(主分区)
D盘——/dev/hda5(逻辑分区)
E盘——/dev/hda6(逻辑分区)

1.2.3 SWAP交换分区

在硬件条件有限的情况下，为了运行大型的程序，Linux在硬盘上划出一个区域来当作临时的内存，而Windows操作系统把这个区域叫做虚拟内存，Linux把它叫做交换分区swap。在安装Linux建立交换分区时，一般将其设为内存大小的2倍，当然也可以设为更大

1.2.4 分区格式

不同的操作系统选择了不同的格式，同一种操作系统也可能支持多种格式。Windows就选择了FAT32、NTFS两种格式，但是Windows不支持Linux上常见的分区格式。Linux是一个开放的操作系统，它最初使用EXT2格式，后来使用EXT3，但是它同时支持非常多的分区格式，包括很多大型机上UNIX使用XFS格式，也包括FAT以及NTFS格式。

1.2.5 GRUB

GRUB是一种引导装入器，负责装入内核并引导Linux系统，位于硬盘的起始部分。由于GRUB多方面的优越性，如今的Linux一般都默认采用GRUB来引导Linux操作系统。但事实上它还可以引导Windows等多种操作系统。

1.2.6 root权限

Linux也是一个多用户的系统，不同的用户和用户组会有不同的权限，其中把具有超级权限的用户称为root用户。root的默认主目录在"/root"下，而其他普通用户的目录则在"/home"下。root的权限极高，它甚至可以修改Linux的内核。

1.3 Linux文件及文件系统

1.3.1 文件类型及文件属性

1.文件类型
Linux对目录和设备都当作文件来进行处理，这样就简化了对各种不同类型设备的处理，提高了效率。Linux中主要的文件类型分为4种：普通文件，目录文件，链接文件，设备文件
（1）普通文件
普通文件如同Windows中的文件一样，是用户日常使用最多的文件。它包括文本文件、shell脚本、二进制的可执行程序和各种类型的数据。
（2）目录文件
在Linux中，目录也是文件，它们包含文件名和子目录的指针。目录文件是Linux中存储文件名的唯一地方，当把文件和目录相对应时，也就是用指针将其链接起来之后，就构成了目录文件。因此，在对目录文件进行操作时，一般不涉及对文件内容的操作，而只是对目录名和文件名的对应关系进行了操作。

在Linux系统中的每个文件都被赋予了一个唯一的数值，而这个数值被称作索引节点。索引节点存储在一个称作索引节点表中，该表在磁盘格式化时被分配。每个实际的磁盘或分区都有其自己的索引节点表。一个索引点包含文件的所有信息，包含磁盘上数据的地址和文件类型。

Linux文件系统把索引节点号1赋于根目录，这也就是Linux的根目录文件在磁盘上的地址。根目录文件包括文件名、目录名及它们各自的索引节点号的列表，Linux可以通过查找从根目录开始的一个目录链来找到系统中的任何文件。

Linux通过上下链接目录文件系统来实现对整个文件系统的操作。比如把文件从一个磁盘目录移到另一实际磁盘的目录时（实际上是通过读取索引节点表来检测这种行动的），这时，原先文件的磁盘索引号删除，而且在新磁盘上建立相应的索引节点。

（3）链接文件
链接文件有些类似Windows中的"快捷方式"，但是它的功能更为强大。它可以实现对不同的目录、文件系统甚至是不同的机器上的文件直接访问，并且不必重新占用磁盘空间。
（4）设备文件
Linux把设备都当作文件一样来进行操作，这样就大大方便了用户的使用。在Linux下与设备相关的文件一般在/dev目录下，它包括两种，一种是块设备文件，另一种是字符设备文件。

块设备文件：指数据的读写，它们是以块（如由柱面和扇区编址的块）为单位的设备，最简单的如硬盘（/dev/hdal）等。
字符设备主要是指串行端口的接口设备。

2.文件属性

Linux中文件的拥有者可以把文件的访问属性设成3种不同的访问权限：可读®、可写(w)、可执行(x)。文件又有3个不同的用户级别：文件拥有者(u)、所属的用户组(g)、系统里的其他用户(o)。

第一个字符显示文件的类型：
“-” 表示普通文件
“d” 表示目录文件
“l” 表示链接文件
“c” 表示字符设备
“b” 表示块设备
“p” 表示命名管道比如FIFO文件（先进先出）
“f” 表示堆栈文件比如LIFO文件（后进先出）

第一个字符之后有3个三位字符组：
第一个三位字符组表示对于文件拥有者(u)对该文件的权限
第二个三位字符组表示文件用户组(g)对该文件的权限
第三个三位字符组表示系统其他用户(o)对该文件的权限

1.3.2 文件系统类型介绍

1. ext2和ext3
ext3是现在Linux常见的默认的文件系统，它是ext2的升级版本。从ext2转换到ext3主要有以下4个理由：可用性、数据完整性、速度、易于转化。ext3中采用了日志式的管理机制，它使文件系统具有很强的快速恢复能力，并且由于从ext2转换到ext3无须进行格式化，因此，更加推进了ext3文件系统的大大推广。
2. swap文件系统
该文件系统是Linux中作为交换分区使用的。在安装Linux的时候，交换分区是必须建立的，并且它所采用的文件系统类型必须是swap而没有其他选择。
3. vfat文件系统
Linux中把DOS中采用的FAT文件系统(FAT12, FAT16, FAT32)都称为vfat文件系统
4. NFS文件系统
NFS文件系统是指网络文件系统，这种文件系统也是Linux的独到之处。它可以很方便地在局域网内实现文件共享，并且使多台主机共享同一主机上的文件系统。而且NFS文件系统访问速度快、稳定性高，已经得到了广泛的应用，尤其在嵌入式领域，使用NFS文件系统可以很方便地实现文件本地修改，而免去了一次次读写flash的忧虑。
5.ISO9660文件系统
这是光盘所使用的文件系统，在Linux中对光盘已有了很好的支持，它不仅可以提供对光盘的读写，还可以实现对光盘的刻录。

1.3.3 Linux目录结构