uClinux上的应用程序设计

: szzunzheng

2007-09-26

uClinux以其优异的性能、免费开放的代码等优点，博得众多嵌入式开发者的青睐。和过去基于简单RTOS甚至没有使用任何操作系统的嵌入式程序设计相比，基于Linux这样的成熟的、高效的、健壮的、可*的、模块化的、易于配置的操作系统来开发自己的应用程序，无疑能进一步提高效率，并具有很好的可移植性。
在前面的章节中，我们已介绍了硬件平台、内核编译、开发环境等内容。如果仅仅有Hardware和OS，这个系统所能做的事情还非常有限。对于一个实际的嵌入式产品而言，所提供的功能和应用是关系到产品成败的重要因素。

图 1 基于uClinux的嵌入式系统
我们知道，在主流的Linux平台上，已经有了非常丰富的、开源的应用程序，使得开发者很容易获得前人的成果作为参考，编写更适合自己的程序。
然而，对于很多已经在标准Linux环境中工作得很好的程序，并不能直接在uCLinux环境上运行。一方面，是由于嵌入式的uCLinux所使用的处理器和普通PC不同，指令集、CPU结构上的差异导致uClinux上运行的程序需要专门为该类型处理器交*编译产生；另一方面，uCLinux是为了没有内存管理单元（MMU）的处理器、控制器设计，并做了较大幅度的精简，所以，在标准Linux上可以使用的一些函数和系统调用在uCLinux上有可能就行不通了。
因此，我们有必要了解，在uCLinux上的应用程序设计和标准Linux程序设计存在哪些不同之处？应该如何修改，才能让标准Linux程序可以移植到uCLinux上并正常工作呢？如何才能高效地开发uclinux上的应用程序呢？本文旨在对这些问题进行初步的探讨。
1 uClinux和Linux的异同
uClinux是针对控制领域的嵌入式linux操作系统，它从Linux 2.0/2.4内核派生而来，沿袭了主流Linux的绝大部分特性。适合不具备内存管理单元(MMU)的微处理器/微控制器。没有MMU支持是uClinux与主流Linux的基本差异。
标准Linux是针对有MMU的处理器设计的。在这种处理器上，虚拟地址被送到MMU，把虚拟地址映射为物理地址。通过赋予每个任务不同的虚拟－物理地址转换映射，支持不同任务之间的保护。
对uCLinux来说，其设计针对没有MMU的处理器，不能使用处理器的虚拟内存管理技术。uCLinux仍然采用存储器的分页管理，系统在启动时把实际存储器进行分页。在加载应用程序时程序分页加载。但是由于没有MMU管理，所以实际上uCLinux采用实存储器管理策略。uCLinux系统对于内存的访问是直接的，所有程序中访问的地址都是实际的物理地址。操作系统对内存空间没有保护，各个进程实际上共享一个运行空间。一个进程在执行前，系统必须为进程分配足够的连续地址空间，然后全部载入主存储器的连续空间中。
同时，uClinux有着特别小的内核和用户软件空间。熟悉主流Linux的开发者会注意到在uClinux下工作的微小差异，但同样也可以很快熟悉uclinux的一些特性。对于设计内核或系统空间的应用程序的开发者，要特别注意uClinux既没有内存保护，也没有虚拟内存模型，另外，有些内核系统调用也有差异。

1.1 内存保护
没有内存保护(Memory Protection)的操作会导致这样的结果：即使由无特权的进程来调用一个无效指针，也会触发一个地址错误，并潜在地引起程序崩溃，甚至导致系统的挂起。显然，在这样的系统上运行的代码必须仔细编程，并深入测试来确保健壮性和安全。
对于普通的Linux来说，需要运行不同的用户程序，如果没有内存保护将大大降低系统的安全性和可*性；然而对于嵌入式uClinux系统而言，由于所运行的程序往往是在出厂前已经固化的，不存在危害系统安全的程序侵入的隐患，因此只要应用程序经过较完整的测试，出现问题的概率就可以控制在有限的范围内。

1.2 虚拟内存
没有虚拟内存(Virtual Memory)主要导致下面几个后果：
首先，由内核所加载的进程必须能够独立运行，与它们在内存中的位置无关。实现这一目标的第一种办法是一旦程序被加载到RAM中，那么程序的基准地址就“固定”下来；另一种办法是产生只使用相对寻址的代码（称为“位置无关代码”，Position Independent Code，简称PIC）。uClinux对这两种模式都支持。
其次，要解决在扁平(flat)的内存模型中的内存分配和释放问题。非常动态的内存分配会造成内存碎片，并可能耗尽系统的资源。对于使用了动态内存分配的那些应用程序来说，增强健壮性的一种办法是用预分配缓冲区池(Preallocated buffer pool)的办法来取代malloc()调用。由于uclinux中不使用虚拟内存，进出内存的页面交换也没有实现，因为不能保证页面会被加载到RAM中的同样位置。在普通计算机上，操作系统允许应用程序使用比物理内存(RAM)更大的内存空间，这往往是通过在硬盘上设立交换分区来实现的。但是，在嵌入式系统中，通常都用FLASH存储器来代替硬盘，很难高效地实现内存页面交换的存取，因此，对运行的应用程序都限制其可分配空间不大于系统的RAM空间。
最后，uClinux目标板处理器缺乏内存管理的硬件单元，使得Linux的系统接口需要作些改变。有可能最大的不同就是没有fork()和brk()系统调用。调用fork()将复制出进程来创建一个子进程。在Linux下，fork()是使用copy-on-write页面来实现的。由于没有MMU，uclinux不能完整、可*地复制一个进程，也没有对copy-on-write的存取。为了弥补这一缺陷，uClinux实现了vfork()，当父进程调用vfork()来创建子进程时，两个进程共享它们的全部内存空间，包括堆栈。子进程要么代替父进程执行（此时父进程已经sleep）直到子进程调用exitI()退出，要么调用exec()执行一个新的进程，这个时候将产生可执行文件的加载。即使这个进程只是父进程的拷贝，这个过程也不能避免。当子进程执行exit()或exec()后，子进程使用wakeup把父进程唤醒，父进程继续往下执行。
注意，多任务并没有受影响。哪些旧式的、广泛使用fork()的网络后台程序（daemon）的确是需要修改的。由于子进程运行在和父进程同样的地址空间内，在一些情况下，也需要修改两个进程的行为。
很多现代的程序依赖子进程来执行基本任务，使得即时在进程负载很重时，系统仍可以保持一种“可交互”的状态，这些程序可能需要实质上的修改来在uClinux下完成同样的任务。如果一个关键的应用程序非常依赖这样的结构，那就不得不对它重新编写了。
假设有一个简单的网络后台程序(daemon)，大量使用了fork()。这个daemon总监听一个知名端口（或套接字）等待网络客户端来连接。当客户端连接时，这个daemon给它一个新的连接信息（新的socket编号），并调用fork()。子进程接下来就会和客户端在新的socket上进行连接，而父进程被释放，可以继续监听新的连接。
uClinux 既没有自动生长的堆栈，也没有brk()函数，这样，用户空间的程序必须使用mmap() 命令来分配内存。为了方便，在uclinux的C语言库中所实现的malloc()实质上就是一个mmap()。在编译时，可以指定程序的堆栈大小。

1.3 通用架构的内核变化
在uClinux的发布中，/linux/mmnommu目录取代了/linux/mm目录。前者就是修改后的内存管理子系统被修改，去除了MMU硬件的依赖，并在内核软件自身提供基本的内存管理函数。
很多子系统需要被重新修改、添加或者重写。内核和用户内存分配和释放进程必须重新实现。对透明交互/页面调度的支持也被去除。
内核中，加入了支持“位置无关代码(PIC)”的程序加载模块，并使用了新的二进制目标码格式，称为“扁平”格式(flat)，用来支持PIC(有非常紧凑的头部)。内核也提供了支持ELF格式的程序加载模块，用来支持使用固定基准地址的可执行程序。两种模式各有利弊，传统的PIC运行快，代码紧凑，但是有代码大小限制。例如Motorola 68K架构的16位相对跳转限制了PIC程序不能超过32kbyte大小。而采用运行期固定基址的方法使得没有了代码大小限制，不过当程序被内核加载后招致了较多的系统开销。

1.4 uCLinux的内核加载方式
uCLinux的内核有两种可选的运行方式：可以在flash上直接运行，也可以加载到RAM中运行。
Flash运行方式：把内核的可执行映像文件烧到flash上，系统启动时从flash的某个地址开始逐句执行。这种方法实际上是很多嵌入式系统采用的方法。
内核加载RAM方式：把内核的压缩文件存放在flash上，系统启动时读取压缩文件在内存里解压，然后开始执行，这种方式相对复杂一些，但是运行速度可能更快。同时这也是标准Linux系统采用的启动方式。

1.5 uCLinux的文件系统
uCLinux系统采用ROMFS文件系统，这种文件系统相对于一般的ext2文件系统要求更少的空间。空间的节约来自于两个方面：首先内核支持ROMFS文件系统比支持ext2文件系统需要更少的代码；其次ROMFS文件系统相对简单，在建立文件系统超级块（superblock）需要更少的存储空间。ROMFS文件系统不支持动态擦写保存，对于系统需要动态保存的数据采用虚拟RAM盘的方法进行处理（RAM盘将采用ext2文件系统）。
应用程序如果需要以文件方式交换数据，可以将它存储在/tmp目录下。这一目录实质上就是虚拟的RAM盘。不过在掉电时，这些数据就会丢失。
如果希望在掉电时，信息仍然可以保持，那么就要把它写到FLASH中。这时，就可以使用JFFS这一文件系统，在uClinux的发布中，文件“/linux/drivers/block/flash.c”中提供的JFFS代码可以参考。
另外，还需要修改/linux/.config和include/linux/autoconf.h中的有关内容，增加对FLASH和JFFS的编译。

2 uClinux程序设计要点
2.1 软件开发工具
可以免费获得的GCC(GNU C Compiler)无疑是uClinux上最佳的开发工具。
uClinux系统的软件开发需要在标准Linux平台上用交*编译工具来完成。除了前面所提到的一些涉及内存和系统调用的程序之外，在x86版本的gcc编译器下编译通过的软件通常不需要做大的改动就可以用交*编译工具编译到uClinux上运行。
交*编译器可以从下面网址获得：
http://www.uclinux.org/pub/uClinux/m68k-elf-tools/
目前最新的版本是2.95.3：m68k-elf-tools-20020410.tar.gz
交*编译器直接解在根目录（/）下就行了：（注意当前目录是/，而且m68k-elf-tools-20020218.tar.gz要在/下）
tar xzf m68k-elf-tools-20020218.tar.gz
它会自动在/usr/local/下建立起整套m68k的ELF交*编译器，要编译自己的简单C程序就可以用/usr/local/bin/m68k-elf-gcc，例如，源代码为test.c，那么可以这样编译：
/usr/local/bin/m68k-elf-gcc –Wall -elf2flt -m5307 test.c –lc –o test.out
参数“-Wall”指定产生全部的警告；-elf2flt指定自动调用elf转换flat格式的工具；-m5307指定了处理器的指令集；-lc指定了链接信息(ld)；-o指定输出文件的名字。
编译成功后得到的test.out就可以在uClinux环境上运行（通过nfsmount、smbmount，或者直接放到内核映像中都可以）。
也可以建立一个简单的Makefile来做这件事情：
CC = /usr/local/bin/m68k-elf-gcc
all:
$(CC) -Wall -elf2flt -m5307 test.c -lc -o test.out

通过GDB可以调试目标板，Coldfire处理器可以通过Motorola的BDM作为调试接口，可以在不干扰程序正常运行的情况下调试目标板上的内核。如果处理器不支持，那么在内核中需要插桩(stub)，GDB和stub通过串行口或者以太网通讯。

2.2 可执行文件格式
先解释几种可执行文件格式。
coff（common object file format）：一种通用的对象文件格式；
elf（excutive linked file）：一种为Linux系统所采用的通用文件格式，支持动态连接和重定位；
flat：扁平格式。elf格式有很大的文件头，flat格式对文件头和一些段信息做了简化，可执行程序小。
uCLinux系统目前支持flat和elf两种可执行文件格式。

2.3 uCLinux的应用程序库
uCLinux小型化的另一个做法是重写了应用程序库，相对于越来越大且越来越全的glibc库，uClibc对libc做了精简。
最新版本的程序库可以从这个网址获得：
http://uclibc.org/download/uClibc-0.9.10.tar.gz
uCLinux对用户程序采用静态链接的形式，这种做法会使应用程序变大，但是基于内存管理的问题，也就是基于没有MMU的特性，只能这样做，同时这种做法也更接近于通常嵌入式系统的做法。
uClibc提供大多数的类UNIX的C程序调用。如果应用程序需要用到uClibc中没有提供的函数，这些函数可以加到uClibc中、或者作为一个独立的库、或者加到应用程序上面来进行链接。

2.4 裁减uCLinux以适合自己的应用
不同的嵌入式系统之间的根文件系统内容差异很大。uClinux的发布包括一个根文件系统，实现了一个小型的类UNIX服务器，在串口上有控制台，telnet daemon，web server，NFS客户端支持和一些可选的常用工具。
但是，有的系统设计可能不需要控制台，例如，如果设计一个可以播放MP3的随身CD机，内核只需要支持CD驱动、并行I/O和音频DAC。而在用户空间可能只包括一个接口程序来驱动按钮、LED、来控制CD播放，并调用MP3的解码程序。

2.5 关于uClinux 2.4内核
2001年发布了uClinux 2.4，支持龙珠和coldfire处理器，基于2.4内核的一些增强特性同样做到了uclinux 2.0系列上。目前一些应用仍然基于2.0.x空间的。然而2.4内核使得开发者可以访问很多新的特性，例如支持USB、IEEE火线、IrDA和新的网络特点，例如带宽分配、QoS、IPv6等等。
如果在应用程序中需要使用2.4的新特性，可以在编译uClinux内核时，选择2.4的版本。不过，2.4毕竟是较新的内核，有可能不稳定的风险。

3 高效的程序开发
总的来说，在uClinux上的开发和标准Linux还是很类似的。通常可以按照下面的步骤去设计和调试：
1. 建立基于以太网的开发环境；
2. 如果所设计的程序和硬件的关联不大，那么一定要在标准Linux上先编译和调试通过。灵活地使用gcc和gdb将大大节省时间；
3. 将x86上的GCC编译好的应用程序用交*编译工具来编译；如果编译时发现错误，那么很可能存在以下问题：
 交*编译器或库文件的路径不正确；最彻底的解决办法是重新装一次编译器；
 遇到库不支持的函数；此时需要自己把函数的实现做成另外一个库供应用程序使用。如果是uClinux本身不支持的调用，那么就需要改写代码了。
 C++的一些写法不太标准，需要修改；
4. 通过网络(nfsmount)运行交*编译成功的应用程序；
5. 如果程序工作初步正常，那么就可以进一步在板子上测试了；否则，需做修改重新编译，尤其要检查与uClinux的内存特性有关的代码。

如果程序较小，设计时就可以比较灵活。如果是一个比较庞大的工程，那么，建立一个好的编译环境非常重要。下面，给出一个较为复杂的工程中所建立的一系列编译文件例子，用好它们可以提高效率。
例如，在编译x86平台上的程序时，可以这样输入：
>make config
出现提示：
Target Platform Selection
Choose a Vendor/Product combination.
Vendor/Product [Intel/i386| Motorola/M5307C3]
如果我们输入i386，那么就可以编译出PC上运行的程序；而输入M5307C3，就可以编译出uClinux上运行的程序。这对于经常需要在标准Linux和uClinux之间进行交*编译和查找错误的程序来说非常方便。

首先，建立图 2所示的整个工程目录结构。

图 2 整个工程的目录结构
在config中，存放一些编译有关的配置文件；src目录下，按照各个程序模块分别创建一个目录。
在Project目录下，是整个工程的Makefile文件，如下：
###########################################################
#
# Makefile – Whole Project makefile.
#
# Copyright (c) 2001-2002, Tsinghua MAC
#
###########################################################
#
# Get the core stuff worked out
#

ROOT_DIR = $(shell pwd)
SRC_DIR = $(ROOT_DIR)/src
CONFIG_DIR = $(ROOT_DIR)/config
SCRIPTS_DIR = $(ROOT_DIR)/scripts

CONFIG_SHELL := $(shell if [ -x "$$BASH" ]; then echo $$BASH; \
else if [ -x /bin/bash ]; then echo /bin/bash; \
else echo sh; fi fi)
TOPDIR := $(shell if [ "$$PWD" != "" ]; then echo $$PWD; else pwd; fi)

HPATH = $(TOPDIR)/include
FINDHPATH = $(HPATH)/asm $(HPATH)/linux $(HPATH)/scsi $(HPATH)/net

export ROOT_DIR SRC_DIR CONFIG_DIR SCRIPTS_DIR HPATH FINDHPATH

###########################################################
# normal make targets
#
#
.PHONY: all
all:
$(MAKE) -C $(SRC_DIR) all
###########################################################

#
# Config stuff, we recall ourselves to load the new config.arch before
# running the kernel and other config scripts
#
.PHONY: config
config: $(CONFIG_DIR)/config.in
cd $(CONFIG_DIR); $(CONFIG_SHELL) $(SCRIPTS_DIR)/Configure $(CONFIG_DIR)/config.in
@rm -f $(SRC_DIR)/arch.config
@if egrep "^CONFIG_DEFAULTS_INTEL_I386" $(CONFIG_DIR)/.config > /dev/null; then \
ln -s "$(CONFIG_DIR)/arch.i386" $(SRC_DIR)/arch.config; \
fi
@if egrep "^CONFIG_DEFAULTS_MOTOROLA_M5272C3" $(CONFIG_DIR)/.config > /dev/null; then \
ln -s "$(CONFIG_DIR)/arch.m68k" $(SRC_DIR)/arch.config; \
fi
@echo "#This dir.config file is automaticly generated by make config!" > $(SRC_DIR)/dir.config
@echo "ROOT_DIR="$(ROOT_DIR) >> $(SRC_DIR)/dir.config
@echo "CONFIG_DIR="$(CONFIG_DIR) >> $(SRC_DIR)/dir.config
@echo "SRC_DIR="$(SRC_DIR) >> $(SRC_DIR)/dir.config
@echo "SCRIPTS_DIR="$(SCRIPTS_DIR) >> $(SRC_DIR)/dir.config
@echo "HPATH="$(HPATH) >> $(SRC_DIR)/dir.config
@echo "FINDPATH="$(FINDPATH) >> $(SRC_DIR)/dir.config

###########################################################
#
# normal make dependancy
#
#
.PHONY: dep
dep:
$(MAKE) -C $(SRC_DIR) dep

# This one removes all executables from the tree and forces their relinking
clean:
$(MAKE) -C $(SRC_DIR) clean

test:
$(MAKE) -C $(SRC_DIR) test

run:
$(MAKE) -C $(SRC_DIR) run

config_error:
@echo "*************************************************"
@echo "You have not run make config."
@echo "The build sequence for this source tree is:"
@echo "1. 'make config' or 'make xconfig'"
@echo "2. 'make dep'"
@echo "3. 'make'"
@echo "*************************************************"
@exit 1
###########################################################

src目录下的Makefile文件，如下：

VERSION = 2
PATCHLEVEL = 0
SUBLEVEL = 39
UCRELEASE = uc2

.EXPORT_ALL_VARIABLES:

CONFIG_SHELL := $(shell if [ -x "$$BASH" ]; then echo $$BASH; \
else if [ -x /bin/bash ]; then echo /bin/bash; \
else echo sh; fi fi)
TOPDIR := $(shell if [ "$$PWD" != "" ]; then echo $$PWD; else pwd; fi)

TARGET = ESGateway

all: $(TARGET)

# Include the make variables (CC, etc...)
#

SUBDIRS = public serial packet cal xml fifo main interface

$(TARGET):
@set -e; for i in $(SUBDIRS); do $(MAKE) -C $$i all_targets; done

linuxsubdirs: dummy
set -e; for i in $(SUBDIRS); do $(MAKE) -C $$i; done

clean:
@set -e; for i in $(SUBDIRS); do $(MAKE) -C $$i clean; done

dep:
@set -e; for i in $(SUBDIRS); do $(MAKE) -C $$i fastdep; done

.PHONY: test
test:
@set -e; for i in $(SUBDIRS); do $(MAKE) -C $$i test; done

run:
# @set -e; for i in $(SUBDIRS); do $(MAKE) -i -C $$i run; read junk; done
make -C main run

src目录下的Rules.make文件给出了编译的一些规则，如下：
#
# This file contains rules which are shared between multiple Makefiles.
#

#
# False targets.
#
.PHONY: dummy

#
# Special variables which should not be exported
#
unexport EXTRA_ASFLAGS
unexport EXTRA_CFLAGS
ifneq "$(ARCH)" "h8300"
unexport EXTRA_LDFLAGS
endif
unexport EXTRA_ARFLAGS
unexport SUBDIRS
unexport SUB_DIRS
unexport ALL_SUB_DIRS
unexport MOD_SUB_DIRS
unexport O_TARGET
unexport O_OBJS
unexport L_OBJS
unexport M_OBJS
unexport MI_OBJS
unexport ALL_MOBJS
# objects that export symbol tables
unexport OX_OBJS
unexport LX_OBJS
unexport MX_OBJS
unexport MIX_OBJS
unexport SYMTAB_OBJS

unexport MOD_LIST_NAME

include ../dir.config
include $(SRC_DIR)/arch.config

#
# Get things started.
#
first_rule: sub_dirs
$(MAKE) all_targets

#
# Common rules
#
INC_DIR = -I$(SRC_DIR)/cal -I$(SRC_DIR)/xml -I$(SRC_DIR)/serial -I$(SRC_DIR)/packet -I$(SRC_DIR)/fifo -I$(SRC_DIR)/ping -I$(SRC_DIR)/interface -I$(SRC_DIR)/public

%. %.c
@echo "Compiling..."
@echo "$<"
$(CXX) $(INC_DIR) $(CFLAGS) $(EXTRA_CFLAGS) -c -o $@ $<

%. %.cpp
@echo "Compiling..."
@echo "$<"
$(CXX) $(INC_DIR) $(CFLAGS) $(EXTRA_CFLAGS) -c -o $@ $<

# Rule to compile a set of .o files into one .o file
#

ifeq (.depend,$(wildcard .depend))
include .depend
else
.depend: fastdep
endif

ifneq ($(O_TARGET),$(O_OBJS))
$(O_TARGET): .depend $(O_OBJS)
@echo "Linking..."
@echo $(O_OBJS) " --> " $@
@$(LD) $(EXTRA_LDFLAGS) -r -o $@ $(O_OBJS)
else
$(O_TARGET): .depend
endif
#
#
#

all: $(O_OBJS)
echo all

all_targets: $(O_OBJS) $(O_TARGET)

#

#
# Rule to compile a set of .o files into one .a file
#
ifdef L_TARGET
$(L_TARGET): $(LX_OBJS) $(L_OBJS)
rm -f $@
$(AR) $(EXTRA_ARFLAGS) rcs $@ $(LX_OBJS) $(L_OBJS)
endif

#
# This make dependencies quickly
#
fastdep: dummy
@echo "make fastdep"
if [ -n "$(wildcard *.[chS])" ]; then \
$(SCRIPTS_DIR)/mkdep *.[chS] > .depend; fi
if [ -n "$(wildcard *.cpp)" ]; then \
$(SCRIPTS_DIR)/mkdep *.cpp >> .depend; fi

#
# A rule to make subdirectories
#
sub_dirs: dummy
ifdef SUB_DIRS
set -e; for i in $(SUB_DIRS); do $(MAKE) -C $$i; done
endif
#
# A rule to do nothing
#
dummy:

config:
cd $(ROOT_DIR); make config

c clean:
rm -f *.o
rm -f *.gdb
rm -f .depend
rm -f test
rm -f core
rm -f *.elf
rm -f *.elf2flt

#
# This is useful for testing
#
script:
$(SCRIPT)

run: test
@echo ... running ...
@echo `pwd`/test
@./test

#
# This sets version suffixes on exported symbols
# Uses SYMTAB_OBJS
# Separate the object into "normal" objects and "exporting" objects
# Exporting objects are: all objects that define symbol tables
#

$(MX_OBJS):
$(CC) $(CFLAGS) -DEXPORT_SYMTAB -c $(@:.o=.c)

$(LX_OBJS) $(OX_OBJS):
$(CC) $(CFLAGS) -DMODVERSIONS -DEXPORT_SYMTAB -c $(@:.o=.c)

$(M_OBJS):
ifdef MAKING_MODULES
$(O_OBJS) $(L_OBJS):
endif

在config 目录下，编写两个和架构有关的文件，对于x86平台，是arch.i386，如下：
.EXPORT_ALL_VARIABLES:
###################################################################
#
# Vendor specific settings
#

CONSOLE_BAUD_RATE = 19200

###################################################################
#
# The makefiles need to know how to do things in different contexts
# To save some pain we put it all here
#
# First settings we always want for all build
#

# ARCH = kernel, TARGET_ARCH = uClibc

MACHINE = i386
ARCH = i386
CROSS_COMPILE =
CROSS = $(CROSS_COMPILE)

# We've used -m5307 here because the bulk of the 5272 instruction timings
# happen to be closer to the 5307 than the 5200 series. Luckily, the
# actual instructions on the two processors are essentially identical.
# This should be fixed at some stage.
CPUFLAGS =
CC = $(CROSS_COMPILE)gcc
AS = $(CROSS_COMPILE)as
CXX = $(CROSS_COMPILE)g++
AR = $(CROSS_COMPILE)ar
LD = $(CROSS_COMPILE)ld
OBJCOPY = $(CROSS_COMPILE)objcopy
RANLIB = $(CROSS_COMPILE)ranlib

STRIPTOOL = $(CROSS_COMPILE)strip
STRIP = $(STRIPTOOL)

UCLINUX_BUILD_SET = 0 # have we set a special config below

###################################################################
#
# General purpose lib building rules, uClibc.config uses these when
# possible
#

###################################################################
# Settings for building user apps
#
CFLAGS = -Wall -Wstrict-prototypes -O2 -g
#CFLAGS = -Wstrict-prototypes -g
LDFLAGS = -m elf_i386
###################################################################
# fall through, do other config options perhaps
#
ifeq ($(UCLINUX_BUILD_SET),1)
endif
###################################################################

在config 目录下，对于嵌入式平台，是arch.m68k，如下：

.EXPORT_ALL_VARIABLES:
###################################################################
#
# Vendor specific settings
#
CONSOLE_BAUD_RATE = 19200
###################################################################
#
# The makefiles need to know how to do things in different contexts
# To save some pain we put it all here
#
# First settings we always want for all build
#
# ARCH = kernel, TARGET_ARCH = uClibc

MACHINE = m68k
ARCH = m68knommu
CROSS_COMPILE = m68k-elf-
CROSS = $(CROSS_COMPILE)

# We've used -m5307 here because the bulk of the 5272 instruction timings
# happen to be closer to the 5307 than the 5200 series. Luckily, the
# actual instructions on the two processors are essentially identical.
# This should be fixed at some stage.
CPUFLAGS = -m5200
CC = $(CROSS_COMPILE)gcc
AS = $(CROSS_COMPILE)as
CXX = $(CROSS_COMPILE)g++
AR = $(CROSS_COMPILE)ar
LD = $(CROSS_COMPILE)ld
OBJCOPY = $(CROSS_COMPILE)objcopy
RANLIB = $(CROSS_COMPILE)ranlib
ELF2FLT = elf2flt
STRIPTOOL = $(CROSS_COMPILE)strip
STRIP = $(STRIPTOOL)

UCLINUX_BUILD_SET = 0 # have we set a special config below

###################################################################
#
# Settings for building user apps
#
#CFLAGS = -m5200 -msep-data -g
CFLAGS = -m5200 -msep-data
LDFLAGS = -Wl,-elf2flt
SYSLIBS = -lc -lstdc++ -lgcc
###################################################################
#
# fall through, do other config options perhaps
#

ifeq ($(UCLINUX_BUILD_SET),1)
endif
###################################################################

在config 目录下的config.in文件如下：

mainmenu_name 'uClinux Configuration'
mainmenu_option next_comment
comment 'Target Platform Selection'
comment 'Choose a Vendor/Product combination.'
choice 'Vendor/Product [Intel/i386 | Motorola/M5307C3] ' "1 CONFIG_DEFAULTS_INTEL_I386 \
2 CONFIG_DEFAULTS_MOTOROLA_M5307C3 \
" Intel/i386
endmenu

4 结语
本文讨论了uClinux平台上程序设计必须关注的一些特点，并对在uClinux进行高效程序开发做了一些讨论。
由于uClinux是开源的，在uClinux上的开发努力永远不会停止。世界范围的技术专家在使用uClinux来构造商业化的产品，他们的工作的重要部分反过来对开源的社区作出了贡献。每当我们访问uClinux的网站，看到又出现了更新的源码发布或者更好的工具时，就会感觉到这个开发团体的热情和能力，并鞭策自己努力工作，争取为这个自由软件的发展作出自己的创造性贡献。

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