崁入式開發環境 - 減少footprint方式

jacky002

這篇是版主前陣子所寫的一篇文章，如果各位網友有其他的獨特見解與看法，歡迎一起加入來討論。

% {# U6 [+ t9 n在崁入式開發環境中 , 最常遭遇的環境之一就是編譯出來的footprint太大 , 而導致必須採用較大的Flash儲存而形成成本的增加。
為了要解決此類的問題 , 一般會有以下幾種作法:
1. 僅使用boot loader在Flash device , 將 Kernel/Application image儲存於硬碟或是USB Flash /SD等類似的儲存媒體。
   此類的解決方案大多是以NAS相關的產品居多 , 並且有比較完整的配套方式。譬如網路儲存大廠群暉科技(synology)提供顧客所附加的工具程式 , 就具備將硬碟格式化後並將Kernel/Application image置於硬碟的固定位置 , Boot loader執行結束後就跳到硬碟去執行此image.
: J1 G, l6 j3 n   
2. 選擇適當的 C Library , 可以使編譯出來的image也同步縮小. 但這會有一些問題產生 , 也可能將開發時間加長。
4 t( q3 d: n8 i8 }   以下介紹三種不同的 C Library
   GLibc:一般稱之為 GNU C Library , 是目前在Desktop Linux最受普羅大眾所喜愛與採用
& V' d/ h5 W: w+ x8 D* g0 q0 y# G+ Y       Pros: 函式庫支援最多而且沒有相容性問題
+ G0 L+ T5 a" n7 m1 \       Cons: 編譯出來的footprinte過大 不適用於產品量產化
* i" Q4 f$ Z2 L# y   
   uCLibc: 目前在崁入式Linux開發環境中 , 最常被拿來使用的C Libary. 一般而言 , 只要將source code在uCLibc重新編譯就可以在Kernel/Application執行 , 但open source並不一定會用uCLibc編譯 , 所以有時會花很多時間解決相容性的問題。
       Pros: 編譯出來的footprint很小 最適用於產品量產化
. i1 s* ^0 X  F3 {       Cons: 函式庫支援較少而且會有相容性問題
   
8 T- ~9 y9 G( w0 O$ L   EGLibc: 全名為Embedded GLIBC , 是不同版本的GNU C Library 主要以崁入式開發環境為考量。目的是要將source與binary都能相容於GLibc.而且對縮小code size與結構劃設定都有比GLibc改善
0 ?; P- `/ ~/ y: E" M       Pros: 函式庫支援最多而且沒有相容性問題
8 T- d/ [5 b" R& v6 C1 _+ {/ @( {! t       Cons: 編譯出來的footprinte過大 不適用於產品量產化   
   
   基本上 , 一樣的source code在此三種C Library中 , 編譯後所表現出的差異為:
5 ?3 g& D' h1 W. S   Footprint size(由大到小): GLibc > EGLib >  uCLibc
4 @; y  t- r0 Q9 j, i, B   Compatibility (由最佳到次之): GLibc = EGLib >  uCLibc
   
$ ]0 ^$ Q% n: v: [3. 另外, 還有一些技巧可以應用在縮減footprint的大小. 在此列舉一些常用方式提供參考。
, [! A3 F( Q/ t; T   - 靜態連結 (Static link) vs.動態連結(Dynamic Link)
     Footprint size(由大到小): 靜態連結 (Static link) > 動態連結(Dynamic Link)
! @( p; W, O( i; _     Systemoverhead(由大到小): 動態連結(Dynamic Link) > 靜態連結 (Static link)
3 y3 h$ B* P) |     取決於所需與目的所在.
; x" e/ K3 P, I4 k. p7 g      
   - 可以使用Linux Kernel 2.4 就不要用 2.6,雖然2.6提供較多的支援如IPv6與protocol ... etc.但相對的footprint就比較大.
" }) i# E1 z: h1 P8 R3 U9 k   
   - 在Linux kernel Menu Configure將不必要的module都不要選, 減少footprint
5 k( w+ ?, n! y0 B  l/ n( V   
   - 透過壓縮率較佳的程式,將Kernel/Application image壓縮到極緻化.藉由解壓縮後,將file system解壓縮到memory,而此做法通常稱為RAMDisk.
" T- O" m& Y: b! N: C  {) A4 w     Pros: 減少footprint size
     Cons: 浪費部分記憶體空間做RAMDisk虛擬磁碟使用,增加解壓縮程式的binary file size與解壓縮image時間
     
+ \7 u$ ?9 F9 A/ p9 w2 w, M' r. B     折衷的取代方案為CramFS,可以即時運算壓縮後的資料儲存位置然後解壓縮到記憶體中執行.
( o3 e* `+ h& l2 x0 e+ c     缺點為CramsFS是一個唯讀的檔案系統 ,系統須在Flash保留空間做儲存資料之用。
! \7 y, |5 B- G- k  Y. o8 h! D9 x

   
$ e* T1 W7 Q/ v2 B/ n) E7 j相關資料:
* I/ U9 b- c' ihttp://www.synology.com.tw/cht/index.php
http://www.eglibc.org/home
* C( t) F7 {4 a1 z- z& U1 A/ }2 hhttp://www.gnu.org/software/libc/
http://www.uclibc.org/

; M' {* |+ p9 V$ N, b0 A, o& A[ 本帖最後由 jacky002 於 2008-1-28 10:21 PM 編輯 ]