(精)嵌入式Linux的Uboot系統(tǒng)啟動過程

1、嵌入式Linux的U-boot系統(tǒng)啟動過程本章鑒于Intel企業(yè)的pxa270芯片剖析U-Boot的工作體制，介紹了嵌入式Linux交錯開發(fā)工具ELDKEmbeddedLinuxDevelopmentKit），說明配置安裝U-Boot到特定主板、交錯編譯調(diào)試Linux的方法，剖析了U-Boot的構(gòu)架。目錄隱蔽1BootLoad啟動方式1.1網(wǎng)絡(luò)啟動方式1.22磁盤啟動方式1.33Flash啟動方式2U-Boot介紹2.1U-Boot功能介紹2.2U-Boot安裝2.3U-Boot命令介紹2.4U-Boot環(huán)境變量2.5U-Boot腳本2.6U-Boot獨自應(yīng)用程序2.7位圖支持32ELDK工具

2、介紹3.1下載與編譯3.2成立開發(fā)系統(tǒng)3.3編譯安裝Linux內(nèi)核3.4啟動嵌入式Linux3.5Flash文件系統(tǒng)3.6根文件系統(tǒng)的設(shè)計與編譯3.7覆蓋層文件系統(tǒng)o3.8調(diào)試1）U-Boot的調(diào)試2）Linux內(nèi)核調(diào)試3）遠程調(diào)試應(yīng)用程序BootLoad啟動方式Bootloader的主要功能是指引操作系統(tǒng)啟動，開放源代碼的BootLoader種類好多，常用的BootLoader的功能說明如表1所示。表1常用BootLoader的功能說明1/59Bootloader名能否終端監(jiān)督描述x86ARMPowerPCLILO否Linux磁盤指引程序是否否GRUB否GNU的LILO代替程序是否否Load

3、lin否從DOS指引Linux是否否ROLO否從ROM指引Linux而不需要BIOS是否否Etherboot否經(jīng)過以太網(wǎng)卡啟動Linux系統(tǒng)的固件是否否LinuxBIOS否完整代替BUIS的Linux指引程序是否否BLOB否LART等硬件平臺的指引程序否是否U-boot是通用指引程序是是是RedBoot是鑒于eCos的指引程序是是是網(wǎng)絡(luò)啟動方式這類方式開發(fā)板不需要配置較大的儲存介質(zhì)，跟無盤工作站有點近似?？墒鞘褂眠@類啟動方式以前，需要把Bootloader安裝到板上的EPROM或許Flash中。Bootloader經(jīng)過以太網(wǎng)接口遠程下載Linux內(nèi)核映像或許文件系統(tǒng)。第4章介紹的交錯開發(fā)環(huán)境就

4、是以網(wǎng)絡(luò)啟動方式成立的。這類方式關(guān)于嵌入式系統(tǒng)開發(fā)來說特別重要。使用這類方式也有前提條件，就是目標(biāo)板有串口、以太網(wǎng)接口或許其余連結(jié)方式。串口一般能夠作為控制臺，同時能夠用來下載內(nèi)核影像和RAMDISK文件系統(tǒng)。串口通信傳輸速率過低，不適適用來掛接NFS文件系統(tǒng)。所以以太網(wǎng)接口成為通用的互連設(shè)施，一般的開發(fā)板都能夠配置10M以太網(wǎng)接口。關(guān)于PDA等手持設(shè)施來說，以太網(wǎng)的RJ-45接口顯得大了些，而USB接口，特別是USB的迷你接口，尺寸特別小。關(guān)于開發(fā)的嵌入式系統(tǒng)，能夠把USB接口虛構(gòu)成以太網(wǎng)接口來通信。這類方式在開發(fā)主機和開發(fā)板兩頭都需要驅(qū)動程序。此外，還要在服務(wù)器上配置啟動有關(guān)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。Bo

5、otloader下載文件一般都使用TFTP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，還能夠經(jīng)過DHCP的方式動向配置IP地點。DHCP/BOOTP服務(wù)為Bootloader分派IP地點，配置網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，而后才能夠支持網(wǎng)絡(luò)傳輸功能。假如Bootloader能夠直接設(shè)置網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，就能夠不使用DHCP。TFTP服務(wù)為Bootloader客戶端供給文件下載功能，把內(nèi)核映像和其余文件放在/tftpboot目錄下。這樣Bootloader能夠經(jīng)過簡單的TFTP協(xié)議遠程下載內(nèi)核映像到內(nèi)存。如圖6.1所示。圖6.1網(wǎng)絡(luò)啟動表示圖大多半指引程序都能夠支持網(wǎng)絡(luò)啟動方式。比如：BIOS的PXEPrebootExecutionEnvironment）

6、功能就是網(wǎng)絡(luò)啟動方式；U-Boot也支持網(wǎng)絡(luò)啟動功能。2磁盤啟動方式傳統(tǒng)的Linux系統(tǒng)運轉(zhuǎn)在臺式機或許服務(wù)器上，這些計算機一般都使用BIOS指引，而且使用磁盤作為儲存介質(zhì)。假如進入BIOS設(shè)置菜單，能夠探測辦理器、內(nèi)存、硬盤等設(shè)施，能夠設(shè)置BIOS從軟盤、光盤或許某塊硬盤啟動。也就是說，BIOS并不直接指引操作系統(tǒng)。那么在硬盤的主指引區(qū)，還需要一個Bootloader。這個Bootloader能夠從磁盤文件系統(tǒng)中把操作系統(tǒng)指引起來。Linux傳統(tǒng)上是經(jīng)過LILOLInuxLOader）指引的，以后又出現(xiàn)了GNU的軟件GRUBGRandUnifiedBootloader）。這2種Bootloa

7、der寬泛應(yīng)用在X86的Linux系統(tǒng)上。你的開發(fā)主機可能就使用了此中一種，熟習(xí)它們有助于配置多種系統(tǒng)指引功能。2/59LILO軟件工程是由WernerAlmesberger創(chuàng)立，特意為指引Linux開發(fā)的。此刻LILO的保護者是JohnCoffman，最新版本下載站點：。LILO有詳盡的文檔，比如LILO套件中附帶使用手冊和參照手冊。別的，還能夠在LDP的LILOmini-HOWTO中找到LILO的使用指南。GRUB是GNU計劃的主要bootloader。GRUB最先是由ErichBoleyn為GNUMach操作系統(tǒng)撰寫的指引程序。以后有GordonMatzigkeit和OkujiYoshi

8、nori接替Erich的工作，持續(xù)保護和開發(fā)GRUB。GRUB的網(wǎng)站上有對套件使用的說明文件，叫作GRUBmanual。GRUB能夠使用TFTP和BOOTP或許DHCP經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)啟動，這類功能關(guān)于系統(tǒng)開發(fā)過程很實用。除了傳統(tǒng)的Linux系統(tǒng)上的指引程序之外，還有其余一些指引程序，也能夠支持磁盤指引啟動。比如：LoadLin能夠從DOS下啟動Linux；還有ROLO、LinuxBIOS，U-Boot也支持這類功能。3Flash啟動方式大多半嵌入式系統(tǒng)上都使用Flash儲存介質(zhì)。Flash有好多種類，包含NORFlash、NANDFlash和其余半導(dǎo)體盤。此中，NORFlash也就是線性Flash）

9、使用最為廣泛。NORFlash能夠支持隨機接見，所以代碼是能夠直接在Flash上履行的。Bootloader一般是儲存在Flash芯片上的。此外，Linux內(nèi)核映像和RAMDISK也能夠儲存在Flash上。往常需要把Flash分區(qū)使用，每個區(qū)的大小應(yīng)當(dāng)是Flash擦除塊大小的整數(shù)倍。圖6.2是Bootloader和內(nèi)核映像以及文件系統(tǒng)的分區(qū)表。圖6.2Flash儲存表示圖Bootloader一般放在Flash的底端或許頂端，這要依據(jù)辦理器的復(fù)位向量設(shè)置。要使Bootloader的進口位于辦理器上電履行第一條指令的地點。接下來分派參數(shù)區(qū)，這里能夠作為Bootloader的參數(shù)保存地區(qū)。再下來內(nèi)核

10、映像區(qū)。Bootloader指引Linux內(nèi)核，就是要從這個地方把內(nèi)核映像解壓到RAM中去，而后跳轉(zhuǎn)到內(nèi)核映像進口執(zhí)行。而后是文件系統(tǒng)區(qū)。假如使用Ramdisk文件系統(tǒng)，則需要Bootloader把它解壓到RAM中。假如使用JFFS2文件系統(tǒng)，將直接掛接為根文件系統(tǒng)。這兩種文件系統(tǒng)將在第12章詳盡解說。最后還能夠分出一些數(shù)據(jù)區(qū)，這要依據(jù)實質(zhì)需要和Flash大小來考慮了。這些分區(qū)是開發(fā)者定義的，Bootloader一般直接讀寫對應(yīng)的偏移地點。到了Linux內(nèi)核空間，能夠配置成MTD設(shè)施來接見Flash分區(qū)?？墒?，有的Bootloader也支持分區(qū)的功能，比如：Redboot能夠創(chuàng)立Flash分區(qū)

11、表，而且內(nèi)核MTD驅(qū)動能夠解讀出redboot的分區(qū)表。除了NORFlash，還有NANDFlash、CompactFlash、DiskOnChip等。這些Flash擁有芯片價錢低，儲存容量大的特色?？墒沁@些芯片一般經(jīng)過專用控制器的I/O方式來接見，不可以隨機訪問，所以指引方式跟NORFlash也不一樣。在這些芯片上，需要配置專用的指引程序。往常，這類指引程序開端的一段代碼就把整個指引程序復(fù)制到RAM中運轉(zhuǎn)，進而實現(xiàn)自舉啟動，這跟從磁盤上啟動有些相像。U-Boot介紹3/59U-Boot功能介紹PC機指引加載程序由BIOS和OSBootLoader往常為GRUB）構(gòu)成，嵌入式系一致般沒有BIO

12、S這樣的固件程序，系統(tǒng)的指引加載完整由BootLoader達成。不一樣的系統(tǒng)，bootLoader是不一樣的。BootLoader有很多開放源代碼，但在標(biāo)準(zhǔn)Linux中沒有，需要用戶從網(wǎng)上下載。BootLoader包含LILO、GRUB、Loadlin、BOLB、U-boot、RedBoot等多種，此中，GRUB是LILO的繼任者，用于PC機，Loadlin用于從DOS裝載Linux；BLOB來自LARTLuserAttitudeReadjustmentTool）工程，用于指引加載鑒于StorngARMCPU的單個主板計算機；U-bootUniversalloader）是通用的開源指引程序，常

13、用于鑒于ARM、PowerPC、MIPS構(gòu)架的嵌入式Linux系統(tǒng)的指引，也用于NetBSD和VxWorks等多種操作系統(tǒng)的指引。U-Boot支持的主要功能列出以下：系統(tǒng)指引功能。支持NFS掛載、RAMDISK系統(tǒng)指引壓縮或非壓縮形式的根文件系統(tǒng)。支持NFS掛載、從Flash中指引壓縮或非壓縮的Linux內(nèi)核。擁有強盛的操作系統(tǒng)接口功能，可靈巧設(shè)置、傳達多個參數(shù)給操作系統(tǒng)，支持目標(biāo)板環(huán)境參數(shù)的多種儲存方式，如Flash、NVRAM、EEPROM。支持CRC32校驗，可校驗Flash中內(nèi)核、RAMDISK鏡像文件能否完滿。支持串口、SDRAM、Flash、以太網(wǎng)、LCD、NVRAM、EEPROM

14、、鍵盤、USB、PCMCIA、PCI、RTC等設(shè)施驅(qū)動。支持上電自檢功能，如：SDRAM、Flash大小自動檢測；SDRAM故障檢測；CPU型號檢測等。U-Boot有啟動加載和下載兩種操作模式，啟動加載模式將操作系統(tǒng)加載到RAM中運轉(zhuǎn)。下載模式是以某種通信方式從主機Host）下載文件保存到目標(biāo)機的RAM中，而后被U-Boot寫到目標(biāo)機上的FLASH中。這類模式下還供給一個簡單的命令行接口。U-Boot初始化目標(biāo)板硬件，為嵌入式操作系統(tǒng)供給目標(biāo)板硬件配置信息，達成嵌入式操作系統(tǒng)裝載、指引和運轉(zhuǎn)的固件程序。它能夠?qū)⑾到y(tǒng)的軟硬件密切連接在一同。Intel鑒于XScale架構(gòu)的pxa27XARM系列辦

15、理器，最高主頻可達624MHz，加入了WirelessMMX技術(shù)，寬泛應(yīng)用于PDA、智能手機、PMP等產(chǎn)品的開發(fā)中，硬件的詳盡說明請參照產(chǎn)品手冊。ARM嵌入式系統(tǒng)復(fù)位后往常都從地點0 x00000000開始履行，BootLoader就從這里開始。BootLoader分為由匯編語言實現(xiàn)的部分。stage1的功能是硬件設(shè)施初始化、準(zhǔn)備RAM、將C語言實現(xiàn)部分拷貝RAM、設(shè)置好貨倉，并跳轉(zhuǎn)到C語言實現(xiàn)部分進口點。stage1中的初始化過程列出如下：1）設(shè)置GPIO控制器，以便能控制外頭設(shè)施。4/592）障蔽全部的中止。BootLoader的履行過程中不用響應(yīng)任何中止。3）設(shè)置CPU時鐘頻次。4）RA

16、M初始化。設(shè)置系統(tǒng)的內(nèi)存控制器等。5）封閉CPU內(nèi)部指令數(shù)據(jù)cache。6）準(zhǔn)備stage2的ram空間，拷貝stage2到ram，設(shè)置貨倉。貨倉設(shè)置在stage2_end-4的地方，向下增加。、將kernel映像和根文件系統(tǒng)映像從flash上讀到RAM中、設(shè)置啟動參數(shù)、進入內(nèi)核。進入stage2后，程序都是c語言實現(xiàn)的，stage2的第一個函數(shù)為main函數(shù)。U-Boot安裝下載和編譯U-Boot源代碼，方法以下：#下載$cd/opt/eldk/usr/src$wget$rm-fu-boot$bunzip2|tarxf-$ln-su-boot6/59$cdu-boot#編譯$makecany

17、onlands_config#生成配置文件$makeall#編譯當(dāng)目標(biāo)板沒有燒錄U-Boot或其余固件時，用戶可用帶有BDM/JTAG接口的調(diào)試或燒錄編程器help-aliasforhelpaskenv-getenvironmentvariablesfromstdinautoscr-runscriptfrommemorybase-printorsetaddressoffsetbdinfo-printBoardInfostructureboot-bootdefault,i.e.,runbootcmdbootd-bootdefault,i.e.,runbootcmdbootelf-Bootfrom

18、anELFimageinmemorybootm-bootapplicationimagefrommemorybootp-bootimagevianetworkusingBootP/TFTPprotocolbootstrap-programtheI2CbootstrapEEPROMbootvx-BootvxWorksfromanELFimagecmp-memorycompare7/59coninfo-printconsoledevicesandinformationcp-memorycopycrc32-checksumcalculationdate-get/set/resetdate&timed

19、hcp-invokeDHCPclienttoobtainIP/bootparamsU-Boot環(huán)境變量U-Boot環(huán)境是保存在永遠儲存中的一塊內(nèi)存，當(dāng)U-Boot啟動時拷貝到RAM中，儲存配置系統(tǒng)的環(huán)境變量，并被CRC32校驗和保護。一些環(huán)境變量對U-Boot來說有特別含義，可用這些環(huán)境變量配置U-Boot的行為。表1說了然環(huán)境變量的功能。表1U-Boot環(huán)境變量的說明環(huán)境變量功能說明bootdelay定義復(fù)位等候履行bootcmd變量對應(yīng)命令的時間setenvserverip=setenvipaddr=setenvrootpath/opt/ruiva/xscale/rootfs=setenv

20、bootargsroot=/dev/nfsrwnfsroot=$(serverip:$(rootpathip=$(ipaddrconsole=ttyS0,115200mem=64M#經(jīng)過bootm命令傳達給內(nèi)核的啟動參數(shù)=setenvkernel_addr30000000=setenvnfscmdtftp$(kernel_addruImage。bootm$(kernel_addr#將uImage下載到指定的地點=runnfscmd#運轉(zhuǎn)nfscmd腳本8/59U-Boot腳本U-Boot同意儲存命令序列在純文本文件中，用命令mkimage將該文件變換成腳本映像，該映像可用U-Boot命令aut

21、oscr執(zhí)行。比如：用戶需要在很多目標(biāo)板上運轉(zhuǎn)下邊命令序列，可將該命令序列儲存在一個文本文件setenv-commands中，其內(nèi)容以下：bash$catsetenv-commandssetenvloadaddr00200000echo=U-Bootsettings=setenvu-boot/tftpboot/TQM860L/u-boot.binsetenvu-boot_addr40000000setenvload_u-boottftp$loadaddr$u-bootsetenvinstall_u-bootprotectoff$u-boot_addr+$filesize。era$u-boot_

22、addr+$filesize。cp.setenvupdate_u-bootrunload_u-bootinstall_u-bootecho=LinuxKernelsettings=setenvbootfile/tftpboot/TQM860L/uImagesetenvkernel_addr40040000setenvload_kerneltftp$loadaddr$bootfile。setenvinstall_kernelera$kernel_addr+$filesize。cp.b$loadaddr$kernel_addr$filesizesetenvupdate_kernelrunload_

23、kernelinstall_kernelecho=Ramdisksettings=setenvramdisk/tftpboot/TQM860L/uRamdisksetenvramdisk_addr40100000setenvload_ramdisktftp$loadaddr$ramdisk。setenvinstall_ramdiskera$ramdisk_addr+$filesize。cp.b$loadaddr$ramdisk_addr$filesizesetenvupdate_ramdiskrunload_ramdiskinstall_ramdiskecho=Savenewdefinitio

24、ns=9/59saveenv變換成映像文件的方法列出以下：bash$mkimage-Tscript-Cnone-nDemoScriptFile-dsetenv-commandssetenv.imgImageName:DemoScriptFileCreated:MonJun613:33:142005ImageType:PowerPCLinuxScript(uncompressedDataSize:1147Bytes=1.12kB=0.00MBLoadAddress:0 x00000000EntryPoint:0 x00000000Contents:Image0:1139Bytes=1kB=0MB

25、在目標(biāo)板上，用戶能夠像其余映像文件相同使用tftp這樣的命令進行裝載，而后，使用命令autoscr履行該映像，方法如下：=tftp100000/tftpboot/TQM860L/setenv.imgU-Boot獨自應(yīng)用程序U-Boot同意動向裝載或運轉(zhuǎn)單個應(yīng)用程序，該應(yīng)用程序能夠使用U-Boot資源，如：控制臺I/O函數(shù)、內(nèi)存分派或中止服務(wù)。編譯U-Boot時，單個應(yīng)用程序與U-Boot一同編譯。位圖支持經(jīng)過增添CFG_CMD_BMP選項到CONFIG_COMMAND命令選項，能夠在U-Boot中翻開位圖支持，這將增添命令bmp到U-Boot配置的命令列表中。命令bmp能夠在屏幕上顯示圖像。圖

26、像傳遞與顯示的命令列出以下：=tftp100000/tftpboot/LWMON/denk_startup.bmpTFTPfromserver。ourIPaddressisFilename/tftpboot/LWMON/denk_startup.bmp.Loadaddress:0 x10000010/59Loading:#doneBytestransferred=308278(4b436hex=bmpinfo100000Imagesize:640 x480Bitsperpixel:8Compression:0=bmpdisplay100000很多用戶希望在系統(tǒng)啟動過程tftp100000/tf

27、tpboot/denx_startup.bmpTFTPfromserver。ourIPaddressisFilename/tftpboot/denx_startup.bmp.Loadaddress:0 x100000Loading:#doneBytestransferred=308278(4b436hex=cp.b10000041F80000$filesizeCopytoFlash.done=setenvsplashimage41F80000=saveenvSavingEnvironmenttoFlash.11/59Un-Protected1sectorsErasingFlash.doneEr

28、ased1sectorsWritingtoFlash.doneProtected1sectors=bmpinfo$splashimageImagesize:640 x480Bitsperpixel:8Compression:0為了實現(xiàn)U-BootSplashScreen特色的支持，Linux內(nèi)核加入了配置選項CONFIG_FB_PRE_INIT_FB，它同意跳過幀緩沖區(qū)framebuffer）的某一部分，并再使用由U-Boot固件成立的幀緩沖區(qū)內(nèi)容。這樣，系統(tǒng)啟動過程中能夠顯示一個啟動圖像，該圖像就掩飾了系統(tǒng)啟動過程中屏幕輸出。2ELDK工具介紹ELDKEmbeddedLinuxDeveelo

29、pmentKit）包含GNU交錯開發(fā)工具如：編譯器、binutils、gdb等）、大批的預(yù)編譯目標(biāo)工具、目標(biāo)系統(tǒng)需要的庫、常用工具如：ls、rm）、常用服務(wù)器/opt/eldk/build.sh-appc#CPU構(gòu)架-n2007-01-19#編譯結(jié)果寄存目錄名-p/opt/eldk/build/ppc-2007-01-19#編譯前綴，編譯目錄寄存路徑-r/opt/eldk/build/ppc-2007-01-19/results#輸出存入目錄-w/opt/eldk/build/ppc-2007-01-19/work#工作目錄trg4747#編譯軟件包的開端、結(jié)束編號，在文件tpckgs.lst

30、與cpckgs.lst中在ELDK工具編譯成功或下載有ELDK工具可履行代碼后，可獨自編譯不一樣平臺的源文件或軟件包，方法以下：bash$exportCROSS_COMPILE=ppc_8xx-#編譯器前綴，構(gòu)成不一樣構(gòu)架編譯器bash$CROSS_COMPILEgcc-ohello_worldhello_world.c#編譯源文件bash$CROSS_COMPILErpm-iv.src.rpm#解壓縮并安裝源代碼bash$CROSS_COMPILErpmbuild-ba.spec#編譯源代碼包成立開發(fā)系統(tǒng)開發(fā)時，主機需要與目標(biāo)板交互，如：調(diào)試程序，控制目標(biāo)板，下載程序映像到目標(biāo)板，目標(biāo)板的調(diào)

31、試信息需要反回到主機等。為了與目標(biāo)板交互，主機一定成立開發(fā)環(huán)境，如：成立串行終端，配置TFTP服務(wù)器、DHCP服務(wù)器和NFS服務(wù)器。1）配置串行終端開發(fā)者在開發(fā)時需要接見目標(biāo)板的串行終端端口，經(jīng)過在主機上的終端對目標(biāo)板進行控制臺操作。往常，開發(fā)者將目標(biāo)板的串行終端端口綁定在主機的一個串行端口，實現(xiàn)控制臺的功能，開發(fā)者還需要在主機上使用一個終端仿真程序，如：cu或kermit。命令cu是軟件包UUCP的一部分，UUCP可用作串行終端，還擁有簡單的文件傳輸功能，可用于映像文件的下載。依靠于目標(biāo)板的波特率，需要改寫UUCP的配置文件，典型的配置列出以下：13/59?配置文件/etc/uucp/sys

32、的內(nèi)容列出以下:#/dev/ttyS0at115200bps:systemS0115200portserial0_115200timeany配置文件/etc/uucp/port的內(nèi)容列出以下:#/dev/ttyS0at115200bps:portserial0_115200typedirectdevice/dev/ttyS0speed115200hardflowfalse接著，用戶可用下邊命令連結(jié)到串行線：$cuS0115200$.#斷開連結(jié)命令kermit代表了整個串行線和網(wǎng)絡(luò)連結(jié)通信軟件簇，文件/.kermrc履行kermit的初始化，經(jīng)過適合的初始化命令可用來定制kermit的行為，U-

33、Boot介紹使用下邊的設(shè)置：$cat/.kermrc:setline/dev/ttyS0#串行端口setspeed115200#波特率14/59setcarrier-watchoffsethandshakenonesetflow-controlnonerobustsetfiletypebinsetfilenamelitsetrecpack1000setsendpack1000setwindow5命令kermit連結(jié)串行線的方法以下：$kermitc2）配置TFTP服務(wù)器使用U-Boot裝載Linux內(nèi)核或應(yīng)用程序的最快捷方式是經(jīng)過Ethernet傳達，U-Boot實現(xiàn)了TFTP協(xié)議，經(jīng)過U-B

34、oot的tftpboot命令下載文件到目標(biāo)板中，主機應(yīng)確信安裝了TFTP后臺程序/usr/sbin/in.tftpd。3）配置BOOTTP/DHCP服務(wù)器BOOTP/DHCP服務(wù)器用于自動傳達配置信息到目標(biāo)機，目標(biāo)機僅需要知道它自己的Ethernet硬件MAC地點，主機應(yīng)安裝DHCP包，配置DHCP服務(wù)器，一個配置樣例列出以下：subnetnetmaskoptionrouters。optionsubnet-mask。optiondomain-name。optiondomain-name-servers。hosttrgthardwareethernet00:30:BF:01:02:D0。#目標(biāo)板

35、MAC地點fixed-address。#目標(biāo)板固定IP地點optionroot-path/opt/eldk-4.2/ppc_4xx。15/59optionhost-namecanyonlands。#目標(biāo)板的主機名next-server。filename/tftpboot/canyonlands/uImage。用上邊的配置，DHCP服務(wù)器將回答來自目標(biāo)板的懇求，給出下邊的信息：目標(biāo)板位于子網(wǎng)，子網(wǎng)掩碼為。目標(biāo)板的主機名為Canyonlands，IP地點為。IP地點為的主機給目標(biāo)板供給啟動映像bootimage），當(dāng)目標(biāo)板根文件系統(tǒng)經(jīng)過NFS掛接在主機上，它還供給NFS服務(wù)器功能。主機供給文件/t

36、ftpboot/canyonlands/uImage作為目標(biāo)板的啟動映像。目標(biāo)板能夠掛接目錄/opt/eldk-4.2/ppc_4xx在NFS服務(wù)作為根文件系統(tǒng)。上述語句含義為裸露目錄/opt/eldk-4.2/ppc_4xx，在子網(wǎng)上的全部主機都能夠讀寫操作該目錄。編譯安裝Linux內(nèi)核ELDK源代碼包含了Linux內(nèi)核，用戶能夠編譯安裝內(nèi)核，方法以下：bash$cd/opt/eldk/usr/src/linux-2.6-denxbash$makemrproperbash$makeARCH=powerpcCROSS_COMPILE=ppc_4xx-canyonlands_defconfig#

37、用戶設(shè)施目標(biāo)板的配置bash$makeARCH=powerpcCROSS_COMPILE=ppc_4xx-INSTALL_MOD_PATH=/opt/eldk-4.2/ppc_4xxmodules_install16/59bash$cparch/powerpc/boot/uImage/tftpboot/uImage啟動嵌入式Linux1）啟動內(nèi)核當(dāng)Linux內(nèi)核和扁平設(shè)施樹塊FlattenedDeviceTreeBlob，F(xiàn)DTblob）下載到目標(biāo)板的系統(tǒng)內(nèi)存bootmFC000000FC1E00002）編譯blobLinux內(nèi)核運轉(zhuǎn)時，希望知道它運轉(zhuǎn)的硬件信息，這些硬件信息按開放固件規(guī)范以設(shè)

38、施樹的形式描繪，因為象U-Boot這樣的BootLoader沒有實現(xiàn)開放固件APIOpenFirmwareAPI），硬件信息將以扁平設(shè)施樹的二進制形式傳達給內(nèi)核，這類二進制形式稱為FDTblob或簡稱blob。在設(shè)施樹信息文件/tftpboot/canyon編譯完后，可使用命令tftp將blob傳輸?shù)侥繕?biāo)機的內(nèi)存中，接著，系統(tǒng)啟動bootm將blob中的硬件信息傳達給內(nèi)核。U-Boot還供給命令fdt改正blob。3）傳達內(nèi)核參數(shù)用戶能夠傳達附帶信息如：根設(shè)施或網(wǎng)絡(luò)配置）給內(nèi)核。U-Boot經(jīng)過環(huán)境變量bootargs實現(xiàn)該功能。該變量的內(nèi)容作為啟動參數(shù)或命令行參數(shù)）自動傳達給內(nèi)核，這樣，能夠

39、讓同一個內(nèi)核映像有更多的配置，比如：僅改變變量bootargs的內(nèi)容，就能夠讓同一個內(nèi)核映像與initrd內(nèi)存盤setenvbootargsroot=/dev/ramrw=bootm200000400000600000假定NFS服務(wù)器地點為，輸出目錄/opt/eldk-4.2/ppc_4xx作為目標(biāo)板的根文件系統(tǒng)，目標(biāo)板的地址為，目標(biāo)板主機名為canyonlands，子網(wǎng)掩碼為?，F(xiàn)由在NFS上的根文件系統(tǒng)啟動相同內(nèi)核，則啟動命令列出以下：=setenvbootargsroot=/dev/nfsrwnfsroot=:/opt/eldk-4.2/ppc_4xx=bootm200000-600000

40、17/59內(nèi)核啟動后，可用下邊命令查察啟動的命令行：$cat/proc/cmdline用戶還可用U-Boot環(huán)境變量寄存全部需要的配置參數(shù)，方法以下：=setenvipaddr=setenvserverip=setenvnetmask=setenvhostnamecanyonlands=setenvrootpath/opt/eldk-4.2/ppc_4xx=saveenv用戶可用這些變量建立傳達到內(nèi)核的啟動參數(shù)，方法以下：=setenvnfsargsroot=/dev/nfsrwnfsroot=$serverip:$rootpath下邊能夠定義bootargs環(huán)境變量，并一步步建立啟動參數(shù)：=

41、setenvramargssetenvbootargsroot=/dev/ramrw=setenvnfsargssetenvbootargsroot=/dev/nfsrwnfsroot=$serverip:$rootpath=setenvaddipsetenvbootargs$bootargsip=$ipaddr:$serverip:$gatewayip:$netmask:$hostname:=setenvram_rootrunramargsaddip。bootm$kernel_addr$ramdisk_addr$fdt_addr=setenvnfs_rootrunnfsargsaddip。b

42、ootm$kernel_addr-$fdt_addr上邊定義了ram_root和nfs_root兩個變量，分別用于從ramdisk映像的根文件系統(tǒng)和NFS上的根文件系統(tǒng)啟動。變量經(jīng)過run命令履行。setenvramdisk_addrFC200000=18/59=setenvram_ws100000=protoffFC200000FC3FFFFFUn-Protected16sectors=eraFC200000FC3FFFFF.doneErased16sectors=tftp100000/tftpboot/canyonlands/uRamdisk=imi100000CheckingImagea

43、t00100000.=cp.b$ram_ws$ramdisk_addr$filesizeCopytoFlash.done=imi$ramdisk_addr=saveenvSavingEnvironmenttoFlash.為了告訴Linux內(nèi)核使用ramdisk映像作為根文件系統(tǒng)，用戶一定改正傳達給內(nèi)核的命令行參數(shù)，ramdisk映像地點作為命令bootm的第二個參數(shù)，第一個參數(shù)為內(nèi)核映像的內(nèi)存地點，第三個參數(shù)是FDTblob的內(nèi)存地點。Flash文件系統(tǒng)1）MTD19/59全部可用的Flash文件系統(tǒng)都鑒于內(nèi)存技術(shù)設(shè)施MemoryTechnologyDevices，MTD）層，所以，用戶配置內(nèi)

44、核時一定翻開flash文件系統(tǒng)支持，配置結(jié)果以下：CONFIG_MTD=yCONFIG_MTD_PARTITIONS=yCONFIG_MTD_CHAR=yCONFIG_MTD_BLOCK=yCONFIG_MTD_CFI=yCONFIG_MTD_GEN_PROBE=yCONFIG_MTD_CFI_AMDSTD=yCONFIG_MTD_ROM=yCONFIG_MTD_canyonlands=y目標(biāo)板flash設(shè)施的分區(qū)設(shè)計由MTD映照例程/dev/mtd3-bash-3.2#-bash-3.2#head-1/dev/mtd3ThuJan101:04:51CET1970-bash-3.2#-bash

45、-3.2#date/dev/mtd3上述命令中，第一次寫是正確的，第二次寫將獲得一個錯誤，因為flash內(nèi)存一定先擦除，再進行寫操作。用戶可使用Linux命令eraseall擦除整個MTD分區(qū)，再進行寫操作，方法以下：-bash-3.2#flash_eraseall/dev/mtd3-bash-3.2#-bash-3.2#date/dev/mtd3-bash-3.2#-bash-3.2#head-1/dev/mtd3ThuJan101:04:51CET19702）JFFS221/59JFFSJournallingFlashFileSystem）是嵌入式設(shè)施flash上最適合的文件系統(tǒng)，JFFS

46、2為嵌入式系統(tǒng)閃存的使用而設(shè)計，它是一個日記構(gòu)造的文件系統(tǒng)，這意味著它對掉電、系統(tǒng)崩潰或其余不測封閉等系統(tǒng)異樣擁有有效保護舉措，如：僅丟掉正在寫的數(shù)據(jù)，重啟動后，不需要任何的文件系統(tǒng)檢查。配置內(nèi)核時，需要翻開JFFS配置選項，配置結(jié)果列出以下：CONFIG_JFFS_FS=yCONFIG_JFFS_FS_VERBOSE=0對flash的直接讀寫或擦除操作一般使用MTD層的字符設(shè)施接口/dev/mtd*，文件系統(tǒng)操作procon/proctypeproc(rwdevptson/dev/ptstypedevpts(rw/dev/mtdblock2on/mnttypejffs(rwdf/查察磁盤使用

47、狀況Filesystem1k-blocksUsedAvailableUse%Mountedon/dev/mtdblock23584035840%/mnt能夠用工具mkfs.jffs2創(chuàng)立JFFS2文件系統(tǒng)映像，下邊的樣例給flash分區(qū)創(chuàng)立了3MB的JFFS2映像文件image.jffs2，并移入目錄/tmp/flashtools/中的數(shù)據(jù)，而后，擦除分區(qū)/dev/mtd4，并將映像image.jffs2拷貝到分區(qū)mtd4中。最后，掛接分區(qū)mtd4。這些操作的命令列出以下：mkfs.jffs2-pad=3145728-eraseblock=262144-root=/tmp/flashtools

48、/-outputimage.jffs2eraseall/dev/mtd422/59Erased3072Kibyte0-100%complete.ddif=image.jffs2of=/dev/mtd4bs=256k12+0recordsin12+0recordsoutmount-tjffs2/dev/mtdblock4/mntdf/mntFilesystem1k-blocksUsedAvailableUse%Mountedon/dev/mtdblock43072248858481%/mnt3）CramFS用戶有時希望文件系統(tǒng)是僅讀的，可壓縮僅讀文件系統(tǒng)erase23/59-55.46%(-50

49、10byteseraseall-51.94%(-8863bytesmkfs.jffs-58.76%(-4383byteslock-59.68%(-4215bytesunlockEverything:24kilobytes$ls-l-rw-r-r-1wdusers24576Nov1023:44因為CramFs映像是壓縮的，所以，輸入的目錄數(shù)據(jù)為64kB，而映像文件為24kB大小。寫CramFs映像到flash分區(qū)的方法列出以下：cp/dev/mtd3mount-tcramfs/dev/mtdblock3/mntmount/dev/rooton/typenfs(rw,v2,rsize=4096,w

50、size=4096,hard,udp,nolock,addr=procon/proctypeproc(rwdevptson/dev/ptstypedevpts(rw/dev/mtdblock3on/mnttypecramfs(rwls-l/mnttotal54-rwxr-xr-x1wdusers8704Jan916:32erase-rwxr-xr-x1wdusers9034Jan101:00eraseall-rwxr-xr-x1wdusers7459Jan101:00lock-rwxr-xr-x1wdusers17063Jan101:00mkfs.jffs根文件系統(tǒng)的設(shè)計與編譯嵌入式系統(tǒng)的根文

51、件系統(tǒng)RootFileSystem）設(shè)計包含寄存的內(nèi)容、文件系統(tǒng)種類、在哪里寄存文件系統(tǒng)和怎樣啟動它。24/59根文件系統(tǒng)往常寄存在目標(biāo)板的閃存flashmemory）中或CF、SD、MMC卡等中，能夠使用像ELDK這樣的Linux公布版本創(chuàng)立根文件系統(tǒng)的內(nèi)容。下邊使用來自ELDK的SELFSimpleEmbeddedLinuxFramework）映像創(chuàng)立根文件系統(tǒng)。在ELDK軟件包中，各樣平臺構(gòu)架的SELF映像文件在目錄/opt/eldk/images/下，文件名為ramdisk_image.gz，是個壓縮的ramdisk映像。由SELF創(chuàng)立根文件系統(tǒng)tar包的方法列出以下：/解壓縮ramd

52、isk映像bash$gzip-d-c-v/opt/eldk/ppc_8xx/images/ramdisk_image.gz/tmp/ramdisk_image/opt/eldk/ppc_8xx/images/ramdisk_image.gz:61.4%/下邊的操作需要root權(quán)限/掛接ramdisk映像bash#mount-oloop/tmp/ramdisk_image/mnt/tmp/創(chuàng)立tar包，為了防止需要root權(quán)限，這里不包含在tar包中的設(shè)施device）文件bash#cd/mnt/tmpbash#tar-zc-exclude=dev/*-f*需要時，為CramFs創(chuàng)立一個獨自的t

53、ar包，用來包含設(shè)施條目bash#tar-zcfdev/bash#cd/tmp/卸載ramdisk映像bash#umount/mnt/tmp數(shù)$ROOTFS_DEVICES=rootfs_devices.tab#設(shè)施描繪表文件$ROOTFS_IMAGE=ramdisk.img#產(chǎn)生的文件系統(tǒng)映像$genext2fs-U-d$ROOTFS_DIR-D$ROOTFS_DEVICES-b$ROOTFS_SIZE-r$ROOTFS_FREE-i$ROOTFS_INODES$ROOTFS_IMAGE壓縮文件系統(tǒng)映像，方法以下：26/59$gzip-v9ramdisk.imgrootfs.img:55.6

54、%-replacedwith創(chuàng)立U-Boot使用的根文件系統(tǒng)映像uRamdisk，方法以下：$mkimage-Tramdisk-Cgzip-nTestRamdiskImage-duRamdiskImageName:TestRamdiskImageCreated:SunJun1216:58:062005ImageType:PowerPCLinuxRAMDiskImage(gzipcompressedDataSize:1618547Bytes=1580.61kB=1.54MBLoadAddress:0 x00000000EntryPoint:0 x00000000Wenowhavearootfil

55、esystemimageuRamdiskthatcanbeusedwithU-Boot.era40400000407FFFFF.done28/59Erased35sectors下載JFFS2映像=tftp100000/tftpboot/TQM860L/jffs2.imgUsingFECETHERNETdeviceTFTPfromserver。ourIPaddressisFilename/tftpboot/TQM860L/jffs2.img.Loadaddress:0 x100000Loading:#doneBytestransferred=2033888(1f08e0hex拷貝映像到flash

56、CopytoFlash.done成立使用flash分區(qū)6作為根設(shè)施的啟動參數(shù)=setenvmtd_argssetenvbootargsroot=/dev/mtdblock6rwrootfstype=jffs2=printenvaddipaddip=setenvbootargs$bootargsip=$ipaddr:$serverip:$gatewayip:$netmask:$hostname:$=setenvflash_mtdrunmtd_argsaddip。bootm$kernel_addr=runflash_mtdUsingFECETHERNETdeviceTFTPfromserver。o

57、urIPaddressisFilename/tftpboot/TQM860L/uImage.Loadaddress:0 x200000Loading:#29/59doneBytestransferred=719233(af981hex#Bootingimageat40040000.3）根文件系統(tǒng)在cramfs文件系統(tǒng)上cramfs是壓縮的僅讀文件系統(tǒng)，作為根文件系統(tǒng)的長處是：文件系統(tǒng)是壓縮的，可有效利用閃存空間；同意迅速啟動，因為僅裝載使用的文件，且僅解壓縮。弊端是：僅能代替整個映像文件而非單個文件；需要附帶的儲存空間給可寫的永遠數(shù)據(jù)；工具mkcramfs不支持設(shè)施表。創(chuàng)立鑒于cramfs的根

58、文件系統(tǒng)的方法列出以下：經(jīng)過解開tar包創(chuàng)立目標(biāo)板根文件系統(tǒng)的內(nèi)容，方法以下：$mkdirrootfs$cdrootfs$tarzxf創(chuàng)立需要的設(shè)施文件，這里經(jīng)過解開僅含有設(shè)施文件條目的tar包來實現(xiàn)，方法列出以下：cdrootfstar-zxf很多工具需要一些儲存地方，這里供給了一個小的可寫文件系統(tǒng)。暫時文件系統(tǒng)tmpfs是一個選擇，為了創(chuàng)立tmpfs文件系統(tǒng)，需要將下邊的行加入到腳本/etc/rc.sh中：掛接tmpfs，是因為根文件系統(tǒng)僅讀/bin/mount-ttmpfs-osize=2Mtmpfs/tmpfs一些工具需要對某些設(shè)施節(jié)點有寫權(quán)限，如：改變屬主和權(quán)限，可動向創(chuàng)立設(shè)施節(jié)點，

59、如：/dev/log。這些設(shè)施文件需要放在一個可寫的文件系統(tǒng)中，僅讀的根文件系統(tǒng)用符號鏈接指向可讀設(shè)施到新的地點即在可讀寫文件系統(tǒng)中的地點），對應(yīng)符號鏈接地點部排列出以下：dev/ptyp0/tmpfs/dev/ptyp0dev/ttyp0/tmpfs/dev/ttyp0dev/ptyp1/tmpfs/dev/ptyp1dev/ttyp1/tmpfs/dev/ttyp1dev/ptyp2/tmpfs/dev/ptyp2dev/ttyp2/tmpfs/dev/ttyp2為了擱置相應(yīng)的目錄與設(shè)施文件在tmpfs文件系統(tǒng)，擱置下邊的代碼在/etc/rc.sh腳本中：30/59mkdir-p/tmpf

60、s/tmp/tmpfs/dev/tmpfs/var/lib/dhcp/tmpfs/var/lock/tmpfs/var/runwhilereadnameminordomknod/tmpfs/dev/ptyp$namec2$minormknod/tmpfs/dev/ttyp$namec3$minordonein.ftpd-46.02%(-16280bytesin.telnetd-45.31%(-74444bytesxinetdEverything:1864kilobytesSuperblock:76bytesCRC:c166be6dwarning:gidstruncatedto8bits.(Th