uClinux之前僅是核心的一些補(bǔ)丁，后來(lái)發(fā)展成為一個(gè)包括核心、庫(kù)、應(yīng)用程序、工具和編譯相關(guān)的配置文件的一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境。與 buildroot不同的是，uClinux不編譯目標(biāo)系統(tǒng)的工具集，也就是說，相應(yīng)的編譯工具應(yīng)該提前安裝好。如，對(duì)于arm來(lái)說，需要先安裝ARM交叉編譯器。uClinux的編譯器也需要一些補(bǔ)丁，其中比較重要的兩個(gè)方面主要包括：

用于生成FLT文件的補(bǔ)?。河捎贛MU的關(guān)系，uClinux不支持ELF可執(zhí)行文件，這個(gè)補(bǔ)丁主要包括bin2flt工具包和一個(gè)ld的wrapper腳本等，用于(透明于用戶)生成FLT文件;

用于支持XIP(Execute In Place)的補(bǔ)?。哼@個(gè)補(bǔ)丁需要對(duì)gcc進(jìn)行一些小的修改;支持XIP主要是為了解決小內(nèi)存環(huán)境中運(yùn)行的問題。

XIP不一定適用于每種應(yīng)用環(huán)境，對(duì)于內(nèi)在要求特別嚴(yán)格的系統(tǒng)來(lái)說(空間第一位，如手機(jī)要求使用片內(nèi)RAM)，可以通過將核心和應(yīng)用程序編譯為XIP支持，然后直接在Flash上運(yùn)行，內(nèi)存僅用于運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù);而對(duì)于性能要求為主的系統(tǒng)(如高速網(wǎng)絡(luò)處理器)，則不能因?yàn)楣?jié)省一點(diǎn)空間而使用XIP將程序直接在Flash上運(yùn)行，這樣可能會(huì)降低指令的讀取速度而影響系統(tǒng)性能(但仍然可以使用XIP，使程序的多個(gè)實(shí)例在內(nèi)存中共享代碼空間，以后詳細(xì)說); + FLT可執(zhí)行文件支持動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)(目前僅m68k支持，參見 uCdot: Shared libraries under uClinux mini-HOWTO)的補(bǔ)丁;

uClinux的編譯過程大致是，首先，通過可視配置界面(menuconfig/xconfig)選取Vendor和board(實(shí)際上是選擇了一些配置文件和產(chǎn)品相關(guān)的文件)，然后根據(jù)選擇構(gòu)造一個(gè)適用于target的開發(fā)環(huán)境，如生成頭文件和需要的庫(kù)文件(uClibc、glibc或uC-libc 以及其它一些庫(kù))，然后編譯核心、庫(kù)、應(yīng)用程序，最后將所有的輸出安裝到romfs目錄中，根據(jù)需要生成目標(biāo)平臺(tái)需要的映像文件(如： romfs.img、linux.bin、rootfs.gz等)

由于一些過程細(xì)節(jié)被隱藏起來(lái)，uClinux現(xiàn)在的編譯過程方便到只需要配置一下(make menuconfig)，然后 make 就可以直接獲得最終輸出。不過這反倒成為一些初學(xué)者學(xué)習(xí)的一個(gè)麻煩，本文完成后，根據(jù)對(duì)本文的反饋，將進(jìn)一步對(duì)uClinux進(jìn)行詳細(xì)介紹。

總的來(lái)說，目前的uClinux是一套主要用于無(wú)MMU核(但不限于此)的嵌入式Linux集成環(huán)境，也是一個(gè)非常好的 Linux from scratch 的示例。拋開其MMU相關(guān)的補(bǔ)丁，uClinux也可以作為一套用于包含MMU系統(tǒng)的集成開發(fā)環(huán)境，Snapgear 就是一個(gè)很好的例子。實(shí)際上，我們可以從官方的uClinux源碼就可以直接編譯一個(gè)支運(yùn)行于X86的uClinux。

Scratchbox

Scratchbox 的故事要從buildroot講起(這不一定是scratchbox開發(fā)者的故事，只是依據(jù)我個(gè)人的認(rèn)識(shí))。buildroot可以從頭開始，先構(gòu)造編譯器和基本開發(fā)環(huán)境，然后根據(jù)用戶配配置構(gòu)造一個(gè)適用于目標(biāo)平臺(tái)的根文件系統(tǒng)。這個(gè)文件系統(tǒng)可以有許多用法，例如，做為initrd或通過NFS輸出給目標(biāo)系統(tǒng)使用。為了減少交叉編譯軟件帶來(lái)的麻煩，可以配置buidroot創(chuàng)建一套目標(biāo)系統(tǒng)的編譯環(huán)境(Gcc、binutils、lib等)，這樣用戶可以通過這個(gè)基本文系統(tǒng)在目標(biāo)系統(tǒng)上直接本地編譯軟件。如果目標(biāo)系統(tǒng)性能足夠的話，buildroot的任務(wù)到此就基本結(jié)束了。對(duì)于嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)者來(lái)說，在目標(biāo)系統(tǒng)上直接編譯代碼卻不一定都能夠?qū)崿F(xiàn)，因?yàn)槎鄶?shù)情況下，我們的目標(biāo)平臺(tái)處理器性能并不會(huì)那么高，這樣，我們就不得不面對(duì)一個(gè)兩難的選擇：

繼續(xù)通過buildroot編譯其它的軟件，性能會(huì)高許多，但每個(gè)軟件都需要進(jìn)行交叉編譯相關(guān)的改造;

在目標(biāo)平臺(tái)上編譯軟件，對(duì)于只有幾十或幾百兆的低性能核來(lái)說，編譯一個(gè)核心可能會(huì)讓你等上半天的時(shí)間;

有沒有好的辦法解決性能和交叉編譯的問題呢?先分析一下通過buildroot交叉編譯不能解決的問題。Buildroot只在一定程度上對(duì)目標(biāo)平臺(tái)進(jìn)行了模擬，但仍有一些是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的，例如，當(dāng)目標(biāo)平臺(tái)不同于主機(jī)平臺(tái)時(shí)，不能生成并運(yùn)行目標(biāo)平臺(tái)的中間代碼。這樣，許多通過autotools (autoconf/automake)配置的軟件就可能會(huì)出現(xiàn)問題。例如，configure 腳本有時(shí)會(huì)生成一些中間代碼，并試圖運(yùn)行以確認(rèn)開發(fā)環(huán)境中是否存在某個(gè)庫(kù)文件或頭文件，對(duì)于在X86上編譯基于uClibc X86目標(biāo)平臺(tái)代碼可能不會(huì)出現(xiàn)問題，但如果目標(biāo)平臺(tái)是X86以外的平臺(tái)，編譯就可能會(huì)中斷;又如，configure腳本確認(rèn)編譯器是否工作，會(huì)試圖編譯一個(gè)包含空的主程序的代碼并運(yùn)行，實(shí)際一個(gè)可運(yùn)行于目標(biāo)平臺(tái)的 a.out 確實(shí)生成了，也可以正常運(yùn)行于目標(biāo)平臺(tái)，但是這個(gè)測(cè)試會(huì)因?yàn)?a.out 被運(yùn)行在主機(jī)系統(tǒng)上而錯(cuò)誤的中斷。這些問題一些被 buildroot 通過補(bǔ)丁或復(fù)雜的 configure 參數(shù)解決了，某些中間執(zhí)行文件，則通過HOSTCC(主機(jī)上的CC)來(lái)生成并運(yùn)行以生成最終文件。目前buildroot包含的軟件或多或少都會(huì)有一些這樣的補(bǔ)丁，而且開發(fā)者一旦深入到對(duì)軟件的定制，就會(huì)不停的被這些問題所困擾。

Scratchbox相比于buildroot有幾方面的改進(jìn)：

運(yùn)行于 chroot 的環(huán)境，完全獨(dú)立于主機(jī)，編譯過程將基本與主機(jī)系統(tǒng)無(wú)關(guān)(并且scratchbox修改了一些庫(kù)，使得普通用戶可以chroot到編譯環(huán)境中，并且多個(gè)用戶可以同時(shí)使用一套Scratchbox開發(fā)套件和完全獨(dú)立的用戶資源);

透過qemu模擬運(yùn)行或sbrsh解決中間執(zhí)行文件或類似configure測(cè)試文件運(yùn)行的問題;

對(duì)(chroot后)的系統(tǒng)進(jìn)行修定，達(dá)到足以欺騙大多數(shù)軟件的效果，這并不是指的讓軟件可以不進(jìn)行改造就可以 交叉 編譯，而是使軟件 誤認(rèn)為 這就是在目標(biāo)平臺(tái)上編譯;

不過 Scratchbox 目前還只能編譯 ARM 和 x86 的代碼，不能支持 buildroot 所支持的 ppc、mips等。

本文不詳述每一種環(huán)境，因此各個(gè)軟件都只是點(diǎn)到為止(雖然可以講得更詳細(xì)一些，但這些內(nèi)容還是獨(dú)立出來(lái)比較好一些)，不過這里還是引入一個(gè)很簡(jiǎn)單的示例，根據(jù) scratchbox 網(wǎng)站上的文檔，安裝完成后，進(jìn)行簡(jiǎn)單配置就可以使用了(Debian用戶的安裝可以更簡(jiǎn)單，因?yàn)樵撜咎峁〥eb包，直接apt-get就行了)。通過 /scratchbox/login 登入開發(fā)環(huán)境，通過sb-menu配置一個(gè)基于 ARM 的環(huán)境(其中 Select CPU-transparency method 選qemu不要先sbrsh)，然后寫一個(gè) helloword.c，編譯并運(yùn)行之。 通過ldd可以看到，在沒有任可改動(dòng)的情況下，順利的生成了ARM ELF，但在 scratchbox 里卻可以在X86的主機(jī)上正常的運(yùn)行!