基于嵌入式uCLinux內(nèi)核啟動過程分析與設(shè)計

　　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，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，進行系統(tǒng)的存儲器重映射，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、定時器的初始化、進程相關(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init線程，在該線程中調(diào)用init進程，完成系統(tǒng)的啟動[1][2]。

　　值得再次注意的是，在內(nèi)核啟動過程中，調(diào)用了在文件hardware.h中定義的與硬件有關(guān)的信息。基于Linux的嵌入式系統(tǒng)的啟動是嚴重依賴于硬件平臺的，在內(nèi)核啟動引導(dǎo)前，必須根據(jù)硬件平臺和系統(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啟動時，運行一個叫做init的程序，它是由操作系統(tǒng)啟動的用戶級進程，由它來啟動后面的任務(wù)，包括多用戶環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)等。init進程的行為是在函數(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進程啟動時，它讀取一個運行控制文件rc和一個配置文件inittab。在嵌入式應(yīng)用中，一般需要在操作系統(tǒng)運行起來后立刻運行用戶的特定程序，為此可考慮修改這兩個文件。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)啟動后即運行一些特定進程。在程序inittab.c中修改inittab文件，然后通過向init進程發(fā)送SIGHUP信號，即kill(1,SIGHUP)，使init進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進程的ID等于1

　　……

　　在啟動過程中還有一個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的啟動過程也較復(fù)雜，其中要調(diào)用許多文件，要能正確的啟動uCLinux操作系統(tǒng)，就必須根據(jù)硬件平臺和系統(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)核的啟動引導(dǎo)過程，并根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)的特點修改了啟動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)。實際應(yīng)用表明，本系統(tǒng)的啟動設(shè)計正確可靠。本文的分析設(shè)計方法對嵌入式Linux的開發(fā)有很大的借鑒價值，相信Linux在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用一定會越來越廣。

參考文獻:

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