一、交叉編譯與移植

問題：

• 問題一：簡單介紹一下交叉編譯與移植？

解答：

參看：S5PV210開發(fā) – 交叉編譯器
（1）下載安裝交叉編譯器
（2）增加/etc/profile環(huán)境變量

在最末尾添加：
export PATH=/usr/local/arm/arm-2009q3/bin/:$PATH
執(zhí)行如下指令讓環(huán)境變量生效：
#source /etc/profile
檢驗：
which arm-none-linux-gnueabi-gcc 查看所在位置
echo $PATH 查看環(huán)境變量

二、移植根文件系統(tǒng)

問題：

• 問題一：簡單介紹根文件系統(tǒng)移植？
• -問題二：常用文件系統(tǒng)有哪幾種？
  嵌入式系統(tǒng)中常用文件系統(tǒng)包括有 cramfs、 JFFS2、 NFS、 initrd、 yaffs2 以及squashfs。它們的特點如下：
  cramfs 和 JFFS2 具有好的空間特性，很適合嵌入式產(chǎn)品應用。
  cramfs 與 squashfs 為只讀文件系統(tǒng)。
  squashfs 壓縮率最高。
  JFFS2 為可讀寫文件系統(tǒng)。
  NFS 文件系統(tǒng)適用于開發(fā)初期的調試階段。
  yaffs2 文件系統(tǒng)只用于 NAND Flash。
  initrd 采用 cramfs 文件系統(tǒng)，為只讀。

解答：

參看：Hi3516A開發(fā)–根文件系統(tǒng)
（1）利用busybox制作根文件系統(tǒng)，編譯和安裝 busybox。
（2）創(chuàng)建并配置 etc、 lib、 dev 目錄的必需文件。
完成以上兩個步驟，一個完整的根文件系統(tǒng)就生成了。

A、etc 目錄可參考系統(tǒng)/etc 下的文件。其中最主要的文件包括 inittab、 fstab、 init.d/rcS文件等，這些文件最好從 busybox 的 examples 目錄下拷貝過來，根據(jù)需要自行修改。
B、dev 目錄下的設備文件，可以直接從系統(tǒng)中拷貝過來或者使用 mknod 命令生成需要的設備文件。拷貝文件時請使用 cp –R file，例如：
在dev目錄下創(chuàng)建兩個設備文件
sudo mknod dev/console c 5 1
sudo mknod dev/null c 1 3
sudo chmod 666 dev/console
sudo chmod 666 dev/null
C、 lib 目錄是存放應用程序所需要的庫文件，請根據(jù)應用程序需要拷貝相應的庫文件。

三、用戶態(tài)和內核態(tài)的轉換

問題：

• 問題一：用戶態(tài)和內核態(tài)的轉換方式？

解答：

用戶態(tài)切換到內核態(tài)的3種方式：
（1）系統(tǒng)調用
這是用戶態(tài)進程主動要求切換到內核態(tài)的一種方式，用戶態(tài)進程通過系統(tǒng)調用申請使 用操作系統(tǒng)提供的服務程序完成工作，比如前例中fork()實際上就是執(zhí)行了一個創(chuàng)建新進程的系統(tǒng)調用。而系統(tǒng)調用的機制其核心還是使用了操作系統(tǒng)為用戶 特別開放的一個中斷來實現(xiàn)，例如Linux的int 80h中斷。
(2)異常
當CPU在執(zhí)行運行在用戶態(tài)下的程序時，發(fā)生了某些事先不可知的異常，這時會觸發(fā)由當前運行進程切換到處理此異常的內核相關程序中，也就轉到了內核態(tài)，比如缺頁異常。
(3) 外圍設備的中斷
當外圍設備完成用戶請求的操作后，會向CPU發(fā)出相應的中斷信號，這時CPU會 暫停執(zhí)行下一條即將要執(zhí)行的指令轉而去執(zhí)行與中斷信號對應的處理程序，如果先前執(zhí)行的指令是用戶態(tài)下的程序，那么這個轉換的過程自然也就發(fā)生了由用戶態(tài)到 內核態(tài)的切換。比如硬盤讀寫操作完成，系統(tǒng)會切換到硬盤讀寫的中斷處理程序中執(zhí)行后續(xù)操作等。

這3種方式是系統(tǒng)在運行時由用戶態(tài)轉到內核態(tài)的最主要方式，其中系統(tǒng)調用可以認為是用戶進程主動發(fā)起的，異常和外圍設備中斷則是被動的。

四、linux內核態(tài)和用戶態(tài)之間的通信方式

問題：

• 問題一：linux內核態(tài)和用戶態(tài)之間的通信方式？

解答：

內核態(tài)（Kernel Mode）：在內核態(tài)，代碼擁有完全的，不受任何限制的訪問底層硬件的能力。可以執(zhí)行任意的CPU指令，訪問任意的內存地址。內核態(tài)通常情況下，都是為那些最底層的，由操作系統(tǒng)提供的，可信可靠的代碼來運行的。內核態(tài)的代碼崩潰將是災難性的，它會影響到整個系統(tǒng)。
用戶態(tài)（User Mode）：在用戶態(tài)，代碼不具備直接訪問硬件或者訪問內存的能力，而必須借助操作系統(tǒng)提供的可靠的，底層的APIs來訪問硬件或者內存。由于這種隔離帶來的保護作用，用戶態(tài)的代碼崩潰（Crash），系統(tǒng)是可以恢復的。我們大多數(shù)的代碼都是運行在用戶態(tài)的。

syscall： 一般情況下，用戶進程是不能訪問內核的。它既不能訪問內核所在的內存空間，也不能調用內核中的函數(shù)。Linux內核中設置了一組用于實現(xiàn)各種系統(tǒng)功能的子程序，用戶可以通過調用他們訪問linux內核的數(shù)據(jù)和函數(shù)，這些系統(tǒng)調用接口（SCI）稱為系統(tǒng)調用；
procfs： 是一種特殊的偽文件系統(tǒng) ，是Linux內核信息的抽象文件接口，大量內核中的信息以及可調參數(shù)都被作為常規(guī)文件映射到一個目錄樹中，這樣我們就可以簡單直接的通過echo或cat這樣的文件操作命令對系統(tǒng)信息進行查取。
在這幾個通信方式中，選擇netlink，原因如下：

全雙工：procfs是基于文件系統(tǒng)，用于內核向用戶發(fā)送消息；syscall是用戶訪問內核。它們都是單工通信方式。netlink 是一種特殊的通信方式，用于在內核空間和用戶空間傳遞消息，是一種雙工通信方式。使用地址協(xié)議簇AF_NETLINK，使用頭文件include/linux/netlink.h；
易于添加：為新特性添加system call、或者procfs是一件復雜的工作，它們會污染kernel（內核），破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性，這是非常危險的。Netlink的添加，對內核的影響僅在于向netlink.h中添加一個固定的協(xié)議類型，然后內核模塊和應用層的通信使用一套標準的API。

五、uboot啟動過程

問題：

• 問題一：簡述uboot啟動過程？

解答：

大多數(shù)bootloader都分為stage1和stage2兩部分，u-boot也不例外。依賴于CPU體系結構的代碼（如設備初始化代碼等）通常都放在stage1且可以用匯編語言來實現(xiàn)，而stage2則通常用C語言來實現(xiàn)，這樣可以實現(xiàn)復雜的功能，而且有更好的可讀性和移植性。
1、Stage1 start.S代碼結構
u-boot的stage1代碼通常放在start.S文件中，他用匯編語言寫成，其主要代碼部分如下：
（1）定義入口。由于一個可執(zhí)行的Image必須有一個入口點，并且只能有一個全局入口，通常這個入口放在ROM（Flash）的0x0地址，因此，必須通知編譯器以使其知道這個入口，該工作可通過修改連接器腳本來完成。
（2）設置異常向量（Exception Vector）。
（3）設置CPU的速度、時鐘頻率及終端控制寄存器。
（4）初始化內存控制器。
（5）將ROM中的程序復制到RAM中。
（6）初始化堆棧。
（7）轉到RAM中執(zhí)行，該工作可使用指令ldr pc來完成。
2、Stage2 C語言代碼部分
lib_arm/board.c中的start arm boot是C語言開始的函數(shù)也是整個啟動代碼中C語言的主函數(shù)，同時還是整個u-boot（armboot）的主函數(shù)，該函數(shù)只要完成如下操作：
（1）調用一系列的初始化函數(shù)。
（2）初始化Flash設備。
（3）初始化系統(tǒng)內存分配函數(shù)。
（4）如果目標系統(tǒng)擁有NAND設備，則初始化NAND設備。
（5）如果目標系統(tǒng)有顯示設備，則初始化該類設備。
（6）初始化相關網(wǎng)絡設備，填寫IP、MAC地址等。
（7）進去命令循環(huán)（即整個boot的工作循環(huán)），接受用戶從串口輸入的命令，然后進行相應的工作。

六、linux設備分類

問題：

• 問題一：設備分類有哪幾種？
  字符設備、塊設備、網(wǎng)絡設備。

七、內核/用戶空間的數(shù)據(jù)交換方法

問題：

• 問題一：內核/用戶空間的數(shù)據(jù)交換方法？
  copy_to_user / copy_from_user

八、加載模塊，創(chuàng)建設備節(jié)點

問題：

• 問題一：加載模塊，創(chuàng)建設備節(jié)點？
  加載模塊：
  insmod dev_fifo.ko
  創(chuàng)建設備節(jié)點
  mknod /dev/dev_fifo.ko c 168 0
  其中/dev/dev_fifo.ko 為設備節(jié)點， c 代表字符設備 ，168代表主設備號 ，0代表次設備號

總結

以上是生活随笔為你收集整理的嵌入式面试知识点总结 -- ARM篇的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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