本文详细介绍了嵌入式Linux系统的启动过程，包括引导程序U-boot的工作流程，并阐述了如何在Linux-2.4.x内核环境下组织和连接各组件以自动运行用户应用程序。此外，还介绍了如何挂接JFFS2文件系统并实现用户应用程序的自动启动。
导读：
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） ：
6.参考资料
[1] 王学龙.嵌入式Linux系统设计与应用. 清华大学出版社,2001年8月
[2] 马忠梅等.ARM&Linux嵌入式系统教程.北京航空航天大学出版社，2004年9月
[3] 陈莉君.深入分析Linux内核源代码.人民邮电出版社，2002年8月
推荐投诉
本文转自
http://blog.chinaunix.net/u/24474/showart_231718.html
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） ：
6.参考资料
[1] 王学龙.嵌入式Linux系统设计与应用. 清华大学出版社,2001年8月
[2] 马忠梅等.ARM&Linux嵌入式系统教程.北京航空航天大学出版社，2004年9月
[3] 陈莉君.深入分析Linux内核源代码.人民邮电出版社，2002年8月
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本文转自
http://blog.chinaunix.net/u/24474/showart_231718.html
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