1.引言
下面就在linux-2.4.x内核上如何正确组织、连接这几个部分来自动运行用户应用程序进行分析。
2.linux的启动过程
在系统复位后首先远行的程序就是引导程序(Boot loader)。引导程序可以放在专用的ROM中,也可以和内核影像、文件系统影像共用闪存芯片或固态硬盘如下图所示。引导程序首先负责初始化硬件设备、建立内存空间的映射图,从而将系统的软硬件环境带到一个合适的状态,以便为最终调用操作系统内核准备好正确的环境。Uboot是Sourceforge上的一个开源的引导程序,提供了对PowerPC(MPC5xx、MPC8xx、MPC82x、MPC7xx、MP74xx、4xx)、ARM(ARM7、ARM9、 StrongArm、Xsacle)、MIPS、x86等处理器的支持。下载站点是http://sourceforge.net/projects/u -boot
U-boot在ARM9系统启动流程:
1、跳转到reset代码(将CPU设置成SVC,ARM工作模式,SDRAM初始化)
2、将U-boot代码拷贝到RAM空间。可以调用C函数
3、调用初始化函数
(CPU_init(),board_init(),interrupt_init(),serial_init())
4、初始化flash设备
5、初始化系统内存分配函数
6、初始化NAND设备
7、初始化显示设备
8、初始化网络设备
9、进入命令循环,接收用户从串口传来的命令,如果延时10秒钟无用户操作则自动加载linux内核。首先将linux内核影像(kernel Image)拷贝到ram空间,然后跳转到linux内核代码的第一条指令处,将控制权交给linux内核。
3. 挂接自己的嵌入式文件系统
3.1. 嵌入式文件系统的层次结构
嵌入式文件系统的任务是对文件进行管理,其工作包括提供对逻辑文件的操作(包括检索、新增、修改、删除、拷贝)接口,方便用户操作文件和目录。文件系统内部,则根据存储设备的特点,使用不同的文件组织模式来实现文件的逻辑结构,比如磁带中使用的顺序文件以及大多数操作系统使用的树状文件。此外文件系统也管理文件的安全性、完整性以及多进程访问控制。文件系统不能实现对物理设备的直接控制,对物理设备的访问是通过MTD/FTL层实现的。MTD/FNL层向上将闪存设备抽象成逻辑设备(逻辑页面和块),为文件系统提供对物理设备操作接口;向下实现对闪存设备的读写、清零、ECC校验等工作。在linux系统中实现了对闪存操作的底层函数。下图给出了文件系统的层次关系。
3.2. 几种针对闪存的嵌入式文件系统的比较
3.3. 挂接JFFS2文件系统
(1) 修改设备号
由于ROM设备和MTDBlock设备的主设备号(major)都是31,所以如果你不想把JFFS2作为根文件系统的话,必须修改他们之一的major。如果你要修改JFFS2的设备major,在/linux-2.4.x/include/linux/mtd/mtd.h中把
#define MTD_BLOCK_MAJOR 31
改成
#define MTD_BLOCK_MAJOR 30
(2) 编写Maps文件
添加在flash上的map文件。在/kernel/drivers/mtd/maps下添加flash(如intel NOR型28f128j3a)的map。
(3) 将配置加入/kernel/drivers/mtd/maps/Config.in中
dep_tristate ' CFI Flash device mapped on S3C2410' CONFIG_MTD_S3C2410 $CONFIG_MTD_CFI
(4) 配置内核使其支持jffs2。
这里要特别注意Memory Technology Devices (MTD)的选项支持及其子项
RAM/ROM/Flash chip drivers --->
Mapping drivers for chip access --->
的选项支持;
还有File systems下选项支持。
具体的配置选择请参考附录1
(5) 制作jffs2映象
首先取得jffs2的制作工具:mkfs.jffs2(可从网上取得)
执行如下命令即可生成所要的映象:
chmod 777 mkfs.jffs2 //取得mkfs.jffs2的执行权限,即mkfs.jffs2成为可执行文件
./mkfs.jffs2 -d jffs2/ -o jffs2.img //生成jffs2文件映象,其中目录jffs2可以是任意的目录,这里的jffs2是我新建的一个目录
(6) Jffs2的下载
烧写完引导程序(boot loader)、内核影像(zImage)、根文件系统(ramdisk.image.gz)之后,接着烧写jffs2.img,具体烧写如下:
tftp 30800000 jffs2.img
fl 1800000 30800000 20000 (其中20000可根据jffs2的大小适当调整,理论上只要比jffs2.img略大即可,但要为20000的整数倍。1800000是Jffs2在闪存中的起始位置,3800000是将jffs2.img下载到内存中的位置)
(7) 在根文件系统上自动挂接Jffs2
在ramdisk.image.gz的mnt/etc/init.d/rc$文件中加入如下指令以便启动时自动挂载jffs2文件系统。
Mount -t jffs2 /dev/mtdblock/4 /mnt (其中的/dev/mtdblock/4是flash上的jffs2分区)
4.启动用户应用程序
在嵌入式应用系统中,往往不需要进入linux的界面(命令行窗口或图形桌面),而是需要直接启动专用的用户程序。下面介绍一种实现方法。
在制作根文件系统影像(ramdisk.image.gz)前在根目录下创建myproc目录,将MyApp应用程序复制到此目录下。在ramdisk.image.gz的mnt/etc/init.d/rc$文件中加入如下指令以便自动启动用户应用程序MyApp。
#cd /myproc( 进入myproc目录)
#./MyApp
MyApp是一个小的应用程序,它的处理流程如下(其中Mystart假定为用户最终的应用程序) :
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