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樹莓派是一款非常流行的小型計算機，廣泛應(yīng)用于教育、嵌入式系統(tǒng)、智能家居等領(lǐng)域。它的低價位和強大的性能使得越來越多的人開始關(guān)注和學(xué)習(xí)樹莓派。而樹莓派的核心系統(tǒng)是基于Linux系統(tǒng)的，因此了解樹莓派運行Linux系統(tǒng)的源碼解析對于深入了解樹莓派工作原理和進(jìn)行開發(fā)都非常有幫助。
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一、樹莓派硬件架構(gòu)
在開始分析樹莓派運行Linux系統(tǒng)的源碼之前，我們需要先了解一下樹莓派的硬件架構(gòu)。樹莓派的CPU是基于ARM架構(gòu)的 Broadcom BCM2835 SoC，采用了ARM1176JZF-S內(nèi)核，工作頻率為700MHz。除了CPU之外，樹莓派還包括了512MB的內(nèi)存、以及各種接口和擴展插槽，例如USB、以太網(wǎng)、HDMI、GPIO等。其中最重要的接口是SD卡插槽，樹莓派的操作系統(tǒng)安裝在SD卡上。
二、樹莓派操作系統(tǒng)的啟動過程
樹莓派操作系統(tǒng)的啟動過程可以分為四個步驟：bootloader、kernel、initrd、rootfs。
1. Bootloader
在樹莓派啟動的時候，首先會執(zhí)行bootloader。樹莓派的bootloader分為兩個階段。之一階段的bootloader位于SD卡的boot分區(qū)中，它的作用是加載第二階段的bootloader。第二階段的bootloader位于樹莓派的芯片中，它的作用是加載內(nèi)核并啟動內(nèi)核。
2. Kernel
在bootloader加載內(nèi)核之后，內(nèi)核就會開始運行。內(nèi)核是操作系統(tǒng)的核心，它負(fù)責(zé)管理硬件、內(nèi)存、進(jìn)程等系統(tǒng)資源。樹莓派使用的是Linux內(nèi)核，可以通過查看內(nèi)核源碼了解它是如何管理硬件和內(nèi)存的。
3. Initrd
Initrd是一個包含了內(nèi)存文件系統(tǒng)的鏡像，它被加載到內(nèi)存中并與內(nèi)核一起啟動。它的主要作用是提供必要的設(shè)備驅(qū)動程序和其他一些必要的系統(tǒng)組件。
4. Rootfs
Rootfs是根文件系統(tǒng)，它定義了系統(tǒng)中所有的文件和目錄。根文件系統(tǒng)通常由initrd掛載并啟動。樹莓派默認(rèn)使用的是ext4文件系統(tǒng)，我們可以通過查看文件系統(tǒng)源碼了解樹莓派是如何掛載并管理文件系統(tǒng)的。
三、樹莓派運行Linux系統(tǒng)的源碼解析
在了解了樹莓派的硬件架構(gòu)和操作系統(tǒng)的啟動過程之后，我們可以開始深入分析樹莓派運行Linux系統(tǒng)的源碼。Linux內(nèi)核源碼在實現(xiàn)硬件驅(qū)動、文件系統(tǒng)、進(jìn)程管理等方面都具有很大的參考價值。以下是對一些關(guān)鍵源碼的解析：
1. BCM2835 SoC驅(qū)動
BCM2835 SoC的驅(qū)動代碼位于arch/arm/mach-bcm2835目錄下。這個目錄下的代碼實現(xiàn)了ARM芯片的初始化、外設(shè)的訪問和GPIO的操作等功能。這些代碼是樹莓派Linux系統(tǒng)中更底層的組件，它們?yōu)長inux系統(tǒng)提供了必要的硬件抽象。
2. SD卡驅(qū)動
SD卡驅(qū)動代碼位于drivers/mmc/core目錄下。這個目錄下的代碼實現(xiàn)了SD卡的訪問和管理。在樹莓派啟動過程中，內(nèi)核會通過SD卡驅(qū)動加載initrd和rootfs鏡像到內(nèi)存中。SD卡驅(qū)動的實現(xiàn)是樹莓派操作系統(tǒng)啟動的關(guān)鍵。
3. GPIO驅(qū)動
GPIO驅(qū)動代碼位于drivers/gpio目錄下。這個目錄下的代碼實現(xiàn)了GPIO口的訪問和管理。樹莓派的GPIO口可以直接用于控制各種設(shè)備和外圍電路，而GPIO驅(qū)動正是實現(xiàn)這些功能的關(guān)鍵。
4. ext4文件系統(tǒng)
ext4文件系統(tǒng)代碼位于fs/ext4目錄下。這個目錄下的代碼實現(xiàn)了ext4文件系統(tǒng)的掛載、讀取和寫入操作。ext4是Linux系統(tǒng)中常用的文件系統(tǒng)類型之一，它在樹莓派中的使用也非常廣泛。
四、
在本文中，我們深入探究了樹莓派運行Linux系統(tǒng)的源碼解析。通過了解樹莓派的硬件架構(gòu)和操作系統(tǒng)的啟動過程，我們可以更好地理解樹莓派在工作中是如何管理硬件和文件系統(tǒng)的。同時，通過對Linux內(nèi)核源碼的分析，我們也可以更好地了解Linux系統(tǒng)是如何管理進(jìn)程和調(diào)度資源的。對于從事樹莓派和Linux系統(tǒng)開發(fā)的人員而言，這些知識都是必不可少的。
相關(guān)問題拓展閱讀：
- 樹莓派安裝Clion
樹莓派安裝Clion
因為樹莓派的官方系統(tǒng)本身是屬于linux系統(tǒng)的子系統(tǒng)，所以不必安裝unbutu(消耗太大不值得)，直接用樹莓派提供的官方系統(tǒng)就可以完成linux的相關(guān)操作。
可以看到紅色的地方就是安裝包.
使用命令行解壓：
解壓之后cd到bin文件夾下
找到sh文件執(zhí)行
這樣Clion就已經(jīng)打開了，一路next就可以，正常安裝。
有同學(xué)會發(fā)現(xiàn)并不像windows那樣有應(yīng)用圖標(biāo)，后續(xù)會配置
首次運行后點擊報錯進(jìn)入setting頁面
在make處輸入cmake即可，點擊OK
如果沒有cmake,gcc的話進(jìn)入終端
在clion中找到
Tools>Creat Desktop Entry
點擊ok即可，退出后在左上角即有應(yīng)用圖標(biāo)
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