Linux Kernel 主题学习之“完整的嵌入式 Linux 环境、构建工具、编译工具链、CPU 架构”

一个嵌入式 Linux 系统通常包括以下关键组件（以 Jetson、树莓派等 ARM 版 SBC 为例）：

交叉编译工具链（cross toolchain）：生成目标 CPU 可执行代码，如 aarch64-linux-gnu-gcc + glibc/musl/uClibc。
Bootloader：如 U-Boot，用于初始化硬件（如 DRAM）并加载 Linux 内核。
Linux 内核：支持特定 SoC 的驱动与配置。
用户态工具集：如 BusyBox，提供基础的 shell 和命令行工具。
根文件系统：包含库、应用、配置及可选模块。

常用构建系统包括 Buildroot、Yocto（通过 BitBake/OpenEmbedded）及 OpenWrt 等(Wikipedia, pantacor.com)。

Buildroot（Makefile + Kconfig）：快速生成交叉工具链、内核、BusyBox 和根文件系统，适合快速原型(Wikipedia)。
Yocto Project + BitBake/OpenEmbedded：适合商业级定制，通过配方（recipes）构建完整系统，可生成 SDK、通过 QEMU 测试镜像(Wikipedia)。
OpenWrt：专注于网络设备，适合路由器类应用(Wikipedia)。

这些系统都能：

交叉编译工具链是嵌入式开发核心，结构如下：

组件	说明
Compiler（GCC/Clang）	生成目标架构代码，如 `arm-none-linux-gnueabihf-gcc`
Binutils	提供汇编器、链接器、目标文件工具等
C 标准库	glibc（完整）、uClibc/musl（轻量嵌入式版）(ruvi-d.medium.com, Jay Carlson)
Headers	Linux-kernel headers、target headers
调试工具	交叉 `gdb`，用于远程调试
目标三元组描述	e.g. `aarch64-linux-gnu`

运行示例（编译宿主 x86→目标 AArch64）：

aarch64-linux-gnu-gcc -o hello hello.c

调试方式包括 QEMU 模拟、gdbserver + 主机 gdb(unix.stackexchange.com, embeddedprep.com, embedded-sbc.com)。

嵌入式 Linux 常见架构包括：

ARM 系列：
- Cortex-A（如 A7/A53/A72 等，用于高性能应用）
- Cortex-R/M（低实时性 MCU，不常运行 Linux）
- 支持 AArch32/AArch64（32/64-bit 模式）(windriver.com)
RISC-V：新兴开源架构，工具链支持增长明显(embeddedprep.com)
MIPS / PowerPC / x86 / x86-64：部分市场使用，但大量集中在 ARM 和 RISC-V

构建工具链指定目标三元组如：

arm-cortex_a8-poky-linux-gnueabihf
riscv64-unknown-linux-gnu
aarch64-linux-gnu

(Wikipedia)

确定硬件平台（例如基于 ARM Cortex-A53 的 SBC）
选择构建系统（比如 Buildroot 快速实验或 Yocto 工程定制）
生成 YAML 定义的交叉工具链（由构建系统控制）
配置并构建：
- 工具链；
- Bootloader（U-Boot）；
- Linux 内核；
- 用户态（BusyBox、应用库等）；
- 根文件系统镜像；
刷写或部署镜像至 SD 卡、eMMC 等；
运行与调试，通过串口、QEMU 或 gdbserver。