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。
9 `7 e. N4 N8 Z& R; A/ K0 _
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。
4 ]' [( c- r6 @2 s2 N- l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.
   
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。
3 h6 F; y+ A- o4 L   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
       Pros: 函式庫支援最多而且沒有相容性問題
7 o" s1 I; d1 @+ J, Z  p  }       Cons: 編譯出來的footprinte過大 不適用於產品量產化
   
   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。
, G9 v/ n9 v( x( L2 a       Pros: 編譯出來的footprint很小 最適用於產品量產化
) l9 k3 d) A& N1 u8 i7 h       Cons: 函式庫支援較少而且會有相容性問題
   
* ?- y; D/ x! x   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
       Pros: 函式庫支援最多而且沒有相容性問題
. ~# k( A9 }& Y  ~$ @       Cons: 編譯出來的footprinte過大 不適用於產品量產化   
& \9 X, H6 H4 D; o3 u, t! }1 B6 C   
2 p# [" ]4 S5 v7 s4 G   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:
   Footprint size(由大到小): GLibc > EGLib >  uCLibc
   Compatibility (由最佳到次之): GLibc = EGLib >  uCLibc
( v9 v0 O. j2 q$ z* M   
* s1 P, }/ r( R3. 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。
: T$ ]9 f. i9 h# Q" g   - 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)
. ]; m* ^0 s( p0 q+ W3 C     Systemoverhead(由大到小): 動態連結(Dynamic Link) > 靜態連結 (Static link)
     取決於所需與目的所在.
- {+ q6 y% W) \  y9 G# W      
: S. ~0 V, y1 F0 z' T   - 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.
, O% o8 z* q8 P   
- n( }& G( q: r7 x   - 在Linux kernel Menu Configure將不必要的module都不要選, 減少footprint
   
   - 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.
# G$ b% e8 c4 L7 g" @     Pros: 減少footprint size
9 r1 F% k* e  N0 K" z; g! ]5 t" L     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
     
     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.
     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。
8 S# C& l+ e  }1 q
" o! k/ P+ D3 W3 `! S
; g& Z& s: K6 p$ E   
相關資料:
http://www.synology.com.tw/cht/index.php
/ S5 b2 Y9 N, z. m: ohttp://www.eglibc.org/home
; f  m- ^$ t6 rhttp://www.gnu.org/software/libc/
http://www.uclibc.org/

" E% R, x4 k2 D4 k+ ?5 P; [[ 本帖最後由 jacky002 於 2008-1-28 10:21 PM 編輯 ]