1.4 嵌入式Linux基础
随着摩托罗拉手机A760、IBM智能型手表WatchPad、夏普PDA Zaurus等一款款高性能“智能数码产品”的出现，以及Motorola、三星、MontaVista、飞利浦、Nokia、IBM、SUN等众多国际顶级巨头的加入，嵌入式Linux的队伍越来越庞大，在通信、信息、数字家庭、工业控制等领域，随处都能见到嵌入式Linux的身影。
究竟是什么原因让嵌入式Linux发展如此迅速呢？又究竟是什么原因让它能与强劲的VxWorks、Window CE相抗衡呢？这一切还是要归根于它的“父亲”——Linux的功劳。可以说，嵌入式Linux正是继承和发展了Linux的诱人之处才走到今天的，而Linux也正是有了嵌入式Linux的广泛应用才使其更加引人瞩目。下面就从Linux开始，一层层揭开嵌入式Linux的面纱。
1.4.1 Linux发展概述
简单来说，Linux是指一套免费使用和自由传播的类UNIX操作系统。人们通常所说的Linux是指Linus Torvalds所写的Linux操作系统内核。
当时的Linus还是芬兰赫尔辛基大学的一名学生，他主修的课程中有一门课是操作系统，而且这门课是专门研究程序的设计和执行。最后这门课程提供了一种称为Minix的初期UNIX系统。Minix是一款仅为教学而设计的操作系统，而且功能有限。因此，和Minix的众多使用者一样，Linus也希望能给它添加一些功能。
在之后的几个月里，Linus根据实际需要，编写了磁盘驱动程序以便下载访问新闻组的文件，又写了个文件系统以便能够阅读Minix文件系统中的文件。这样，“当你有了任务切换，有了文件系统和设备驱动程序后，这就是UNIX，或者至少是其内核”。于是，0.0.1版本的Linux就诞生了。
Linus从一开始就决定自由传播Linux，他把源代码发布到网上，于是众多的爱好者和程序员通过互联网加入到Linux的内核开发工作中。这个思想与FSF（Free Software Foundation）资助发起的GNU（GNU’s Not UNIX）的自由软件精神不谋而合。
GNU是为了推广自由软件的精神以实现一个自由的操作系统，然后从应用程序开始，实现其内核。而当时Linux的优良性能备受GNU的赏识，于是GNU决定采用Linus及其开发者的内核。在他们的共同努力下，Linux这个完整的操作系统诞生了。其中的程序开发共同遵守General Public License（GPL）协议，这是最开放也是最严格的许可协议方式，这个协议规定了源代码必须可以无偿地获取并且修改。因此，从严格意义上说，Linux应该称为GNU/Linux，其中许多重要的工具如gcc、gdb、make、Emacs等都是GNU贡献。
这个“婴儿版”的操作系统以平均两星期更新一次的速度迅速成长，如今的Linux已经有超过250种发行版本，并且可以支持所有体系结构的处理器，如X86、PowerPC、ARM、XSCALE等，也可以支持带MMU或不带MMU的处理器。到目前为止，它的内核版本也已经从最开始的0.0.1发展到现在的2.6.xx。
1.4.2 Linux作为嵌入式操作系统的优势
从Linux系统的发展过程可以看出，Linux从最开始就是一个开放的系统，并且始终遵循着源代码开放的原则，它是一个成熟而稳定的网络操作系统。作为嵌入式操作系统，Linux有如下优势。
1.低成本开发系统
Linux的源代码开放性允许任何人获取并修改Linux的源代码。这样，一方面大大降低了开发的成本，另一方面又可以提高开发产品的效率，并且还可以在Linux社区中获得支持。用户只需向邮件列表发一封邮件，即可获得作者的支持。
2.可应用于多种硬件平台
Linux可支持X86、PowerPC、ARM、XSCALE、MIPS、SH、68K、Alpha、SPARC等多种体系结构，并且已经被移植到多种硬件平台。这对于经费、时间受限制的研究与开发项目是很有吸引力的。Linux采用一个统一的框架对硬件进行管理，同时从一个硬件平台到另一个硬件平台的改动与上层应用无关。
3.可定制的内核
Linux具有独特的内核模块机制，它可以根据用户的需要，实时地将某些模块插入到内核中或者从内核中移走，并能根据嵌入式设备的个性需要量体裁衣。经裁减的Linux内核最小可达到150KB以下，尤其适合嵌入式领域中资源受限的情况。当前的2.6内核加入了许多嵌入式友好特性，例如，当设备不需要使用图形界面时，可以屏蔽内核的相应选项。
4.性能优异
Linux系统内核精简、高效和稳定，能够充分发挥硬件的功能，因此比其他操作系统的运行效率更高。在个人计算机上使用Linux，可以将它作为工作站。它也非常适合在嵌入式领域中应用，对比其他操作系统，它占用的资源更少，运行更稳定，速度更快。
5.良好的网络支持
Linux是首先实现TCP/IP协议栈的操作系统，它的内核结构在网络方面是非常完整的，并提供了对包括十兆位、百兆位及千兆位的以太网，还有无线网络、Token Ring（令牌环）和光纤甚至卫星的支持，这对现在依赖于网络的嵌入式设备来说无疑是很好的选择。
1.4.3 Linux发行版本
由于Linux属于GNU系统，而这个系统采用的是GPL协议，并保证了源代码的公开，于是众多组织或公司在Linux内核源代码的基础上进行了一些必要的修改加工，然后开发一些配套的软件，并把它整合成一个自己的发布版Linux。除去非商业组织Debian开发的Debian GNU/Linux外，美国的Red Hat公司发行了Red Hat Linux，法国的Mandrake公司发行了Mandrake Linux，德国的SUSE公司发行了SUSE Linux，国内众多公司也发行了中文版的Linux，如著名的红旗Linux。Linux目前已经有超过250个发行版本。下面仅对Red Hat、Debian、Mandrake等有代表性的Linux发行版本进行介绍。
1.Red Hat
目前，国内乃至全世界的Linux用户最熟悉的发行版想必就是Red Hat了。Red Hat最早是由Bob Young和Marc Ewing在1995年创建的。目前Red Hat分为两个系列：由Red Hat公司提供收费技术支持和更新的Red Hat Enterprise Linux（RHEL，Red Hat的企业版），以及由社区开发的免费的桌面版Fedora Core。
Red Hat企业版有3个版本——AS、ES和WS，AS是其中功能最为强大和完善的版本。而正统的桌面版Red Hat版本更新早已停止，最后一版是Red Hat 9.0。本书就以稳定性高的RHEL AS作为安装实例进行讲解。
官方主页：http://www.redhat.com/。
2.Debian
之所以把Debian单独列出，是因为Debian GNU/Linux是一个非常特殊的版本。1993年，伊恩·默多克（Ian Murdock）发起Debian计划，它的开发模式和Linux及其他开放性源代码操作系统的精神一样，都是由超过800位志愿者通过互联网合作开发而成的。一直以来，Debian GNU/Linux被认为是最正宗的Linux发行版本，而且它是一个完全免费的、高质量的且与UNIX兼容的操作系统。
Debian系统分为3个版本，分别为稳定版（Stable）、测试版（Testing）和不稳定版（Unstable）。并且每次发布的版本都是稳定版，而测试版在经过一段时间的测试证明没有问题后会成为新的稳定版。Debian拥有超过8710种不同的软件，而且每一种软件都是自由的，有非常方便的升级安装指令，基本囊括了用户的需要。Debian也是最受欢迎的嵌入式Linux之一。
官方主页：http://www.debian.org/。
3.国内的发行版本及其他
目前，国内的红旗、新华等都发行了自己的Linux版本。
除了前面所提到的这些版本外，业界还存在着诸如Gentoo、LFS等适合专业人士使用的版本，在此不做介绍，有兴趣的读者可以自行查找相关资料。
1.4.4 如何学习Linux
实践出真知，学习Linux也一样，只有通过大量的动手实践才能真正领会Linux的精髓，才能迅速掌握在Linux上的应用开发。因此，在本书中笔者安排了大量的实验环节和课后实践环节，希望读者尽可能多参与。
另外，需要指出的是，互联网也是一个很好的学习工具，一定要充分地加以利用。正如编程语言一样，实践的过程中总会出现多种多样的问题，笔者在写作过程中会尽可能地考虑可能出现的问题，但限于篇幅和实际情况，不可能考虑到所有可能出现的问题，所以希望读者能充分利用互联网这一共享的天空，在其中寻找答案。以下列出了国内的一些Linux论坛：