嵌入式 Linux 设备刷系统具体组成

news2024/10/7 18:32:09

嵌入式 Linux 设备刷系统具体组成

1 介绍
- 1.1 概述
- 1.2 嵌入式 Linux 的组成
- 1.3 U-Boot
- 1.4 Linux 内核
- 1.5 设备树
- 1.6 根文件系统
参考

1 介绍

1.1 概述

一个完整的 linux 系统，通常包含了 U-Boot、kernel、设备树以及根文件系统。
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1.2 嵌入式 Linux 的组成

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1.3 U-Boot

U-Boot 是一个主要用于嵌入式系统的引导加载程序，可以支持多种不同的计算机系统结构，包括PPC、ARM、AVR32、MIPS、x86、68k、Nios 与 MicroBlaze。这也是一套在 GNU 通用公共许可证之下发布的自由软件。Uboot 的全称 Universal Boot Loader，是遵循 GPL 条款的开源项目，U-Boot的主要作用是用来启动操作系统内核，它分为两个阶段，即 boot + loader，boot 阶段启动系统，初始化硬件设备，建立内存空间映射图，将系统的软硬件带到一个合适的状态，loader 阶段将操作系统内核文件加载至内存，之后跳转到内核所在地址运行。

1.4 Linux 内核

Linux 是一种开源操作系统内核。Linux 内核的主要模块（或组件）分以下几个部分：进程管理子系统、内存管理子系统、文件子系统、网络子系统、设备子系统等。
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1.5 设备树

设备树是一种描述硬件的数据结构，它把这些硬件设备的信息，而这个文件，就是 Device Tree（设备树），设备树包括设备树源码（Device Tree Source，DTS）文件、设备树编译工具（Device Tree Compiler，DTC）与二进制格式设备树（Device Tree Blob，DTB），DTS 包含的头文件格式为 DTSI。

列表 1: 设备树描述

node1 {
    a-string-property = "A string";
    a-string-list-property = "first string", "second string";
    a-byte-data-property = [0x01 0x23 0x34 0x56];

    child-node1 {
        first-child-property;
        second-child-property = <1>;
        a-string-property = "Hello, world";
    };
};

Uboot 和 Linux 不能直接识别 DTS 文件，而 DTB 可以被内核与 BootLoader 识别解析，通常在制作 NAND Flash、SD Card 启动镜像时，通常会为 DTB 文件留下一部分存储区域以存储 DTB，在BootLoader 启动内核时，会先读取 DTB 到内存，再提供给内核使用。
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1.6 根文件系统

根文件系统（rootfs）是 linux 在初始化时加载的第一个文件系统，根文件系统包括根目录和真实文件系统，它包含系统引导和使其他文件系统得以挂载（mount）所必要的文件。根文件系统包函 Linux 启动时所必须的目录和关键性的文件，例如 Linux 启动时必要的初始化文件，它在 init 目录下，此外根文件系统中还包括了许多的应用程序 bin 目录等，任何包括这些 Linux 系统启动所必须的文件都可以成为根文件系统。

在 Linux 内核启动的初始阶段，首先内核会初始化一个基于内存的文件系统，如 initramfs，initrd 等，然后以只读的方式去加载根文件系统（load rootfs），读取并且运行/sbin/init 初始化文件，根据/etc/inittab 配置文件完成系统的初始化工作（提示：/sbin/init 是一个二进制可执行文件，为系统的初始化程序，而/etc/inittab 是它的配置文件），在初始化的过程中，还会以读写的方式重新挂载根文件系统，在系统启动后，根文件系统就可用于存储数据了，存在根文件系统是 Linux 启动时的必要条件。

我们常见的根文件系统制作工具有 buildroot、Ubuntu、Debian、yocto、busybox，这些工具的优缺点列出如下:
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