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在我們的周圍，大量的嵌入式裝置都是基於linux系統來構建的，嵌入式linux與主機linux相比有著自己的一些特點，本文就嵌入式linux系統的構成和啟動過程做一些總結。
一、嵌入式linux系統構成
上圖是乙個嵌入式linux系統的典型結構，劃分成了4個區：
1、bootloader區存放的是bootloader，它負責嵌入式系統最初的硬體初始化、驅動和核心載入。
2、引數區不是必須的，通常存放了一些系統引數，並且通常這個區是沒有檔案系統，引數以原始資料的格式來存放。
3、核心映象區存放的linux核心壓縮映象，它被解壓後執行於記憶體，作為嵌入式裝置的linux作業系統。
4、檔案系統區存放經過壓縮的檔案系統，它會被linux核心解壓並掛載，並作為各種應用程式、檔案的主要載體。
這4個區都以二進位制資料的形式存放於嵌入式裝置的flash晶元上。
二、嵌入式linux系統啟動過程
嵌入式裝置從上電那一刻到應用程式正常執行，其間經歷過一系列漫長的過程，下面對主要的步驟進行闡述：
1、嵌入式裝置上電後，cpu開始執行，通常cpu會從某乙個固定的實體地址開始執行，這個實體地址一般是flash晶元的起始實體地址。flash晶元的最初一段通常存放的是bootloader，於是cpu就會開始執行bootloader的**。
2、我們知道cpu可以讀寫flash上的資料，但是不能直接執行flash上的指令，cpu通常只能執行記憶體中的指令，那麼cpu剛開始執行時怎樣去執行flash上的指令呢？這裡分兩種情況，flash晶元主要分為兩種，一種是nor flash，另一種是nand flash，nor flash具有可以直接在flash晶元上執行指令的特點。如果嵌入式裝置採用的是nor flash，那就比較簡單了，cpu可以直接執行在nor flash上的指令。如果採用的是nand flash呢，怎麼辦？目前主要有兩種方法，一種方法是flash控制器能夠把nand flash的前4k資料搬到4k的內部ram中，並設定cpu從這個內部ram的起始位址開始啟動執行。另一種方法是flash控制器能夠把nand flash的前4k資料的位址對映到系統匯流排的某個位址上，並設定cpu從這個位址開始啟動執行。這兩種方法都是硬體來完成的。
3、bootloader分為兩個部分，第一部分是彙編**且不做壓縮，第二部分是c**且有壓縮的。bootloader開始執行時，第一部分彙編**先負責初始化cpu、pll、ddr、cache等硬體，讓cpu和記憶體能夠穩定執行，然後解壓第二部分的image，並拷貝到到記憶體執行。第二部分c**完成串列埠、flash、網口等驅動的載入，並構建乙個shell環境來接受使用者輸入。注意，在整個bootloader執行其間cpu的mmu是沒有被初始化的，所有的位址訪問都是採用實體地址直接訪問的。
4、在完成bootloader初始化後，根據**中設定的核心區實體地址，bootloader會把核心區壓縮後的linux映象拷貝到記憶體中並解壓。同時準備好核心的啟動引數，如：console=ttys0,115200 root=31:2 mtdparts=ar7100-nor0:196608(boot),835236(kernel),-(rootfs)，這裡主要是把bootloader裡設定的mtd分割槽資訊傳遞給核心，還有需要載入的根檔案系統。最後跳轉到核心入口開始執行。
5、linux核心**開始執行，會先進行核心各個子系統初始化，並完成對mmu的初始化。mmu是cpu中的乙個單元，它跟作業系統一起配合完成從虛擬位址到實體地址的轉換。如果cpu帶有mmu單元，則cpu執行單元發出的記憶體位址將被mmu截獲，從cpu到mmu的位址稱為虛擬位址，而mmu將這個位址翻譯成另乙個位址發到cpu晶元的外部位址引腳上，這個位址稱為實體地址。在這個過程中linux核心會維護頁表結構，它儲存著核心和程序的虛擬位址到實體地址的對映，而mmu則通過linux核心頁表去完成位址翻譯和保護工作。
6、接下來linux核心會掛載根檔案系統，要掛載的根檔案系統是通過核心啟動引數來獲取的。這裡有乙個問題，根檔案系統通常表示為乙個linux檔案系統下的某個mtd裝置，但在載入根檔案系統前linux還沒有乙個檔案系統，那它怎樣通過訪問檔案系統中的mtd裝置來載入根檔案系統呢？事實上，根檔案系統的安裝分為兩個階段，首先linux核心會安裝乙個特殊的rootfs檔案系統，該檔案系統僅提供乙個作為初始安裝點的空目錄，然後linux核心再在空目錄上安裝乙個真正的根目錄。linux核心對flash的訪問都是通過mtd子系統來進行的，它抽象了對於各種flash裝置的訪問，提供統一的介面。
7、linux核心繼續初始化各種型別的驅動程式，完成之後會啟動第乙個應用程式，它的程序id為1。這個應用程式可以由核心啟動引數傳入，如果沒有則會預設執行/sbin/init。init程序會讀取配置檔案/etc/inittab，根據配置檔案的內容它會完成兩個工作，執行rcs和啟動shell。至此，linux系統已經啟動完成，給使用者提供了乙個shell的互動環境，後續的行為就取決於使用者的輸入或者系統特定應用的載入。
嵌入式Linux系統的構成
乙個典型的嵌入式linux系統按照儲存空間的劃分通常包括引導區，核心區與檔案系統區，引導區存放boot loader與系統引數，核心區存放特定嵌入式平台的定製linux核心 檔案系統包括根檔案系統和建立與flash記憶體裝置之上的檔案系統。圖形介面系統和使用者應用程式就放在檔案系統區中 1 boot...
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