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Linux学习 ：Uboot, Kernel, 根文件系统初步分析

IP云
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１.U-Boot启动内核的过程可以分为两个阶段：

1）第一阶段的功能

  • 硬件设备初始化
  • 加载U-Boot第二阶段代码到RAM空间
  • 设置好栈
  • 跳转到第二阶段代码入口

2）第二阶段的功能

  • 初始化本阶段使用的硬件设备
  • 检测系统内存映射
  • 将内核从Flash读取到RAM中
  • 为内核设置启动参数
  • 启动内核

关于uboot 启动分析以下这条链接写的不错，使用的是MINI2440平台：

http://www.cnblogs.com/heaad/archive/2010/07/17/1779829.html

２.编译Kernel:

Makefile 可以参考：/arch/arm/kernel/kbuild/Makefile.txt

config ： (1) autoconf.h

  (2) auto.conf

编译后可根据:  /arch/arm/kernel/head.S   和/arch/arm/kernel/vmlinux.lds  分析启动流程。

内核启动完挂接根文件系统，然后启动应用程序。

３．构建根文件系统：jffs2 , yaffs2

内核启动应用程序：①open(/dev/console)  : 终端。②通过run_init_process 启动程序。

init程序（即busybox）：①读取配置文件(/etc/inittab)。②解析配置文件。③执行（客户定制程序）。

busybox : ls, cp, cd等指令(应用)的集合。

->init_main  -> parse_inittab -> file = fopen(INITTAB, "r");

inittab格式：<id>:<runlevels>:<action>:<process>

id => /dev/id ,用作终端：stdin,   stdout,   stderr: printf,scanf,err.
   runlevels: 忽略
   action: 执行时机：sysinit, respawn, askfirst, wait, once, restart, ctrlaltdel, shutdon.
   process: 应用程序或脚本

(一)根据配置文件或默认设置构造action：

static void new_init_action(init action, const char *command, const char *cons)

->     new_init_action(ASKFIRST, "-/bin/sh", "/dev/tty2");反推出配置文件：tty2::askfirst:-/bin/sh

①创建一个init_action结构，填充。

②放入init_action_list链表。

(二)执行action:多种action类型

run_actions(SYSINIT);

run_actions(WAIT);

run_actions(ONCE);

while(1){

run_actions(RESPAWN);

run_actions(ASKFIRST);

wpid = wait(NULL);

while (wpid > 0){

a->pid = 0;

}

}

最小根文件系统构成：①/dev/console , /dev/null  ②init => busybox. ③/etc/inittab ④inittab配置文件指定的程序⑤程序依赖的库（C库）。

构建根文件系统：

①參考INSTALL如何編譯busybox:(以下构建init)

make defconfig      : 使用默认配置减少一些配置工作

make menuconfig   : Build Options配置編譯選項。
   make
   make CROSS_COMPILE=arm-linux-     或在Makefile中指定编译工具链。

  ARCH ?=arm   
CROSS_COMPILE ?= arm-linux-

make CONFIG_PREFIX=/work/nfs_root/fs_mini/    install (指定你要编译到的目录，直接install可能会破坏pc机系统)

②制作根文件系统:(完善最小系统)

测试指令： sudo mknod console c 5 1

安装glibc库：  mkdir -p /work/nfs_root/fs_mini/lib
cd /work/tools/gcc-3.4.5-glibc-2.3.6/arm-linux/lib   //进入交叉编译器glibc库目录
cp *so*  /work/nfs_root/fs_mini/lib -d(如果是链接文件依然保持链接形式)

制作系统映像：
   编译安装yaffs2image文件系统制作工具

1、下载yaffs2源码包：git clone git://www.aleph1.co.uk/yaffs2

2、解压

3、为了使内核支持yaffs2源码，必须为内核打补丁：.

 进入yaffs2根目录，执行/patch-ker.sh c m /home/zdl/study/linux-2.6.10-fs2410/linux-2.6.10，

其中c表示复制    m代表复合版本，另外与之相对立的参数 l表示仅链接不复制文件，s代表单一版本，因为yaffs目前具有yaffs和yaffs2两个源码包。

使用方法：mkyaffs2image /work/nfs_root/fs_mini   fs_mini.yaffs2

挂在虚拟根文件系统：mkdir proc
mount -t proc null /proc   //可以加入/etc/init.d/rcS 脚本中开机自动挂载

另一种方法：mount -a   //依赖/etc/fstab

fstab格式：#devicemount-pointtypeoptionsdumpfsckorder

proc   /proc proc    defaults      0      0

udev机制：自动创建/dev/设备节点
busybox默认的简化版mdev使用:参考mdev.txt   ，同样可以在fstab中指定mount。

 编译制作jffs2映像文件的工具：

cd /work/GUI/xwindow/X/deps
tar xzf zlib-1.2.3.tar.gz
cd zlib-1.2.3
      ./configure --shared --prefix=/usr
      make
      sudo make install
    然后编译 mkfs.jffs2
cd /work/tools
      tar xjf mtd-utils-05.07.23.tar.bz2
cd mtd-utils-05.07.23/util
make
      sudo make install

制作jffs2映像文件:
cd /work/nfs_root
mkfs.jffs2 -n -s 2048-e 128KiB -d fs_mini -o fs_mini.jffs2

网络文件系统NFS使用：

配置nfs服务：sudo vi /etc/exports    
      重启nfs服务：sudo /etc/init.d/nfs-kernel-server restart
      使用nfs服务：mount -t nfs -o nolock 192.168.1.19:/work/nfs_root/   mini_fs
      直接从nfs启动：参考nfsroot.txt配置  ip=<client-ip>:<server-ip>:<gw-ip>:<netmask>:<hostname>:<device>:<autoconf>
      bootargs=noinitrd root=/dev/nfs nfsroot=192.168.1.19:/work/nfs_root/mini_fs ip=192.168.1.11:192.168.1.19:192.168.1.1:255.255.255.0::eth0:off