嵌入式Linux的学习误区

简介: 该文指出了学习嵌入式Linux开发的两个常见误区。一是过分专注于学习桌面或服务器版Linux,而非关注嵌入式开发本身,实际上只需熟悉基本操作即可。二是试图在没有基础的情况下直接阅读Linux内核源代码,这是不切实际的,应先建立基础知识再进行源码学习。文章还提到了在嵌入式系统中获取和处理屏幕数据的示例,包括使用gsnap工具将framebuffer数据转为图像,以及涉及的交叉编译过程。

误区一、全身投入学习桌面或服务器版本linux系统

  很多想学嵌入式linux 的同学经常问我,我不会linux系统,怎么学习嵌入式linux开发,于是他们就花费了大量的精力和时间去研究学习桌面版本linux系统的使用,什么redhat 、federo,、ubuntu等等都用过,如何配置linux,linux的各种使用命令都背的滚瓜烂熟,linux各种服务器的配置,还原备份各种操作非常熟悉,以为这样就学会了嵌入式linux开发。其实这是一个学习嵌入式Linux开发的误区。

  Linux桌面环境只是嵌入式linux的一个开发工具,开发环境而已。我们的目标不是学习linux服务器的配置和使用,linux服务器的高级配置和使用那是另外一个领域,不属于嵌入式linux讨论的范畴。我们进行嵌入式linux开发,只是把linux桌面环境当作一个工具,在linux桌面环境下运行嵌入式linux开发工具,例如gcc 编译器,make工具来开发我们的嵌入式linux应用程序而已,对于嵌入式开发工程师来说,没有必要花费那么多的精力和时间去研究linux桌面版和服务器的应用,只要能了解最基本的操作即可。现在的桌面linux系统的图形化界面做的也相当好,跟window具有相同的易用性能。熟悉linux桌面系统的使用和基本操作命令,安排1~2天时间学习基本就可以掌握了。

误区二、直接阅读linux内核源代码

  很多想学linux,在连linux是什么东西,一点都还不会使用的情况下去就阅读linux内核源代码。这样的结果很可能就是看的头昏眼花,不知所云,最后只能放弃了。这也是同学们学习嵌入式linux的一个误区,在有一定嵌入式linux开发基础后,带着一定的目的去阅读linux源代码,这样可以极大的提高你的技术能力,但是你在没有任何基础,对linux一点都不了解的情况下就去阅读linux内核源代码,无异于以卵击石,最后只能是撞个头破血流。

由于 Linux 系统的 FrameBuffer 机制,会把屏幕上的每个点映射成一段线性内存空间,程序就可以通过改变这段内存的值来改变屏幕上某一点的颜色。屏幕色彩的原始数据保存在/dev/fb0文件内,因此我们可以直接cat /dev/fb0 > fb.raw读取该文件获得数据。

图1 原始截屏数据

显然,这种原始数据无法通过简单的工具直接查看,特别是在精简的嵌入式Linux系统上。因此,我们找到了一个不错的工具——gsnap。这个工具可以将framebuffer中的数据直接保存为png或者jpeg格式的图片。当然,我们需要获得该工具的源码,并且在交叉编译后移植它。

二、 原材料

本次尝试笔者选择ZLG开源开发套件EasyARM-i.MX283A3,宿主机选用Ubuntu14.04。首先,我们需要获取gsnap源码,该源码可在网络中搜索下载。源码解压后得到的文件如图2:

图2 gsnap源码

其中gsnap.c为解析算法,感兴趣的读者可以打开研究,本文我们不做分析。我们直接打开跟编译相关的Makefile文件,内容如下图所示。从下图可知,该源码依赖libpng、libjpeg、zlib、libmath四种库。由于交叉编译器的库种包含有libmath,因此我们需要准备好另外三种库备用。

图3 gsnap的Makefile

解压后得到的文件如图4。(源码包可从库官网或论坛下载)

图4 库的源码包解压

三、交叉编译

第一步,交叉编译libjpeg。

进入到源码目录,执行./configure --host=arm-linux --prefix=/home/vmuser/gsnap/jpeg_install/,然后执行make、make install ,在安装目录/home/vmuser/gsnap/jpeg_install/得到交叉编译过的库。

图5 交叉编译libjpeg

第二步,交叉编译zlib。

由于zlib是libpng的依赖,因此必须首先编译zlib。由于zlib中的configure并未提供--host参数,因此需要为它手动指明交叉编译器:export CC=arm-fsl-linux-gnueabi-gcc,然后执行./configure --prefix=/home/vmuser/gsnap/z_install/,make、make install 。得到的文件类同第一步,不再放图。

第三步,交叉编译libpng。

与上述两步骤又不同,libpng中提供有Linux平台下的Makefile例程,我们可以直接拿来修改使用。进入到libpng的源码目录,执行拷贝cp scripts/makefile.linux Makefile,然后打开Makefile修改,如图6。修改的内容为交叉编译器名称和依赖的zlib的路径。最后make、makeinstall得到头文件可库文件。

图6 修改libpng的Makefile

第四步,交叉编译gsnap。

为方便起见,我们将上述得到的库文件和头文件分别集中拷贝到自行建立的lib和includes目录下,并且修改gsnap的Makefile。执行make后就能得到可执行文件gsnap。

图7 修改gsnap的Makefile

四、验证

将得到的gsnap可执行文件拷贝到目标板的/opt目录下,执行截屏命令:./gsnap fb.jpg /dev/fb0,将得到的截屏fb.jpg拷贝到ubuntu

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