基于嵌入式uCLinux內核啟動過程分析與設計

　　本系統中，head.S首先配置S3C4510B的系統寄存器SYSCFG、初始化系統的Flash、SDRAM以及總線控制寄存器，將Flash和SDRAM的地址范圍分別設置為0x0-0x1fffff和0x1000000-0x1ffffff；根據本系統的功能特點，重新定義了中斷優先級以及I/O口的配置；為了提高內核的運行速度，將2M的內核映像文件從Flash拷貝到SDRAM；通過操作一些系統寄存器，進行系統的存儲器重映射，將Flash和SDRAM的地址區間分別重映射為0x1000000-0x11fffff和0x0-0xffffff；然后初始化系統堆棧；接著調用misc.c中的函數decompress_kernel，對拷貝到SDRAM的內核映像文件進行解壓縮；最后跳轉到執行調用內核函數call_kernel，調用call_kernel函數實際上是執行main.c中的start_kernel函數，該函數完成的功能包括處理器結構的初始化、中斷的初始化、定時器的初始化、進程相關的初始化以及內存初始化等初始化工作；最后內核創建一個init線程，在該線程中調用init進程，完成系統的啟動[1][2]。

　　值得再次注意的是，在內核啟動過程中，調用了在文件hardware.h中定義的與硬件有關的信息。基于Linux的嵌入式系統的啟動是嚴重依賴于硬件平臺的，在內核啟動引導前，必須根據硬件平臺和系統功能，修改必要的文件[2]。本系統中就修改了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，它是由操作系統啟動的用戶級進程，由它來啟動后面的任務，包括多用戶環境、網絡等。init進程的行為是在函數simpleinit.c中定義的，所以可根據系統的功能定制init進程的行為，如在本系統中加入了串口控制程序，還可以利用printk函數打印出必要的調試信息。當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。在嵌入式應用中，一般需要在操作系統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。本系統中就是恰當地修改了inittab文件和rc文件，以使系統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核的入口地址。

　　總之，uCLinux的啟動過程也較復雜，其中要調用許多文件，要能正確的啟動uCLinux操作系統，就必須根據硬件平臺和系統功能，修改相關的源代碼文件。

　　3 結束語

　　本文分析了內核的啟動引導過程，并根據應用系統的特點修改了啟動代碼以及必要的相關文件，完成了uCLinux內核的正確引導。實際應用表明，本系統的啟動設計正確可靠。本文的分析設計方法對嵌入式Linux的開發有很大的借鑒價值，相信Linux在嵌入式系統中的應用一定會越來越廣。

參考文獻:

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