基于嵌入式uCLinux內(nèi)核啟動(dòng)過程分析與設(shè)計(jì)

　　本系統(tǒng)中，head.S首先配置S3C4510B的系統(tǒng)寄存器SYSCFG、初始化系統(tǒng)的Flash、SDRAM以及總線控制寄存器，將Flash和SDRAM的地址范圍分別設(shè)置為0x0-0x1fffff和0x1000000-0x1ffffff；根據(jù)本系統(tǒng)的功能特點(diǎn)，重新定義了中斷優(yōu)先級以及I/O口的配置；為了提高內(nèi)核的運(yùn)行速度，將2M的內(nèi)核映像文件從Flash拷貝到SDRAM；通過操作一些系統(tǒng)寄存器，進(jìn)行系統(tǒng)的存儲(chǔ)器重映射，將Flash和SDRAM的地址區(qū)間分別重映射為0x1000000-0x11fffff和0x0-0xffffff；然后初始化系統(tǒng)堆棧；接著調(diào)用misc.c中的函數(shù)decompress_kernel，對拷貝到SDRAM的內(nèi)核映像文件進(jìn)行解壓縮；最后跳轉(zhuǎn)到執(zhí)行調(diào)用內(nèi)核函數(shù)call_kernel，調(diào)用call_kernel函數(shù)實(shí)際上是執(zhí)行main.c中的start_kernel函數(shù)，該函數(shù)完成的功能包括處理器結(jié)構(gòu)的初始化、中斷的初始化、定時(shí)器的初始化、進(jìn)程相關(guān)的初始化以及內(nèi)存初始化等初始化工作；最后內(nèi)核創(chuàng)建一個(gè)init線程，在該線程中調(diào)用init進(jìn)程，完成系統(tǒng)的啟動(dòng)[1][2]。

　　值得再次注意的是，在內(nèi)核啟動(dòng)過程中，調(diào)用了在文件hardware.h中定義的與硬件有關(guān)的信息?；贚inux的嵌入式系統(tǒng)的啟動(dòng)是嚴(yán)重依賴于硬件平臺(tái)的，在內(nèi)核啟動(dòng)引導(dǎo)前，必須根據(jù)硬件平臺(tái)和系統(tǒng)功能，修改必要的文件[2]。本系統(tǒng)中就修改了hardware.h中的flash、SDRAM的控制寄存器ROMCON0、DRAMCON0和SYSCFG等。

　　uCLinux啟動(dòng)時(shí)，運(yùn)行一個(gè)叫做init的程序，它是由操作系統(tǒng)啟動(dòng)的用戶級進(jìn)程，由它來啟動(dòng)后面的任務(wù)，包括多用戶環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)等。init進(jìn)程的行為是在函數(shù)simpleinit.c中定義的，所以可根據(jù)系統(tǒng)的功能定制init進(jìn)程的行為，如在本系統(tǒng)中加入了串口控制程序，還可以利用printk函數(shù)打印出必要的調(diào)試信息。當(dāng)init進(jìn)程啟動(dòng)時(shí)，它讀取一個(gè)運(yùn)行控制文件rc和一個(gè)配置文件inittab。在嵌入式應(yīng)用中，一般需要在操作系統(tǒng)運(yùn)行起來后立刻運(yùn)行用戶的特定程序，為此可考慮修改這兩個(gè)文件。本系統(tǒng)中就是恰當(dāng)?shù)匦薷牧薸nittab文件和rc文件，以使系統(tǒng)啟動(dòng)后即運(yùn)行一些特定進(jìn)程。在程序inittab.c中修改inittab文件，然后通過向init進(jìn)程發(fā)送SIGHUP信號(hào)，即kill(1,SIGHUP)，使init進(jìn)程重新讀取配置文件inittab[3]。

　　inittab.c文件中的部分代碼如下：

　　FILE *pFile;

　　if((pFile=fopen("/etc/inittab","w"))!=NULL){

　　fprintf(pFile,"pollmeter:unknown:/bin/pollmeter");

　　fprintf(pFile,"netcomm:unknown:/bin/netcomm");

　　……

　　}

　　......

　　kill(1,SIGHUP); //init進(jìn)程的ID等于1

　　……

　　在啟動(dòng)過程中還有一個(gè)重要的鏈接腳本文件，在該文件中指明了內(nèi)核的入口地址。

　　總之，uCLinux的啟動(dòng)過程也較復(fù)雜，其中要調(diào)用許多文件，要能正確的啟動(dòng)uCLinux操作系統(tǒng)，就必須根據(jù)硬件平臺(tái)和系統(tǒng)功能，修改相關(guān)的源代碼文件。

　　3 結(jié)束語

　　本文分析了內(nèi)核的啟動(dòng)引導(dǎo)過程，并根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)的特點(diǎn)修改了啟動(dòng)代碼以及必要的相關(guān)文件，完成了uCLinux內(nèi)核的正確引導(dǎo)。實(shí)際應(yīng)用表明，本系統(tǒng)的啟動(dòng)設(shè)計(jì)正確可靠。本文的分析設(shè)計(jì)方法對嵌入式Linux的開發(fā)有很大的借鑒價(jià)值，相信Linux在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用一定會(huì)越來越廣。

參考文獻(xiàn):

[1].Arm7TDMIdatasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/Arm7TDMI_139812.html.
[2].S3C4510Bdatasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/S3C4510B_589.html.