嵌入式操作系统的实现（几年前的毕业设计之四）

第五章 嵌入式操作系统的实现
当系统在虚拟机中测试完毕，就可以将其移植到U盘上了。本系统是在U盘上实现的，如在其他载体上类同。
5．1 U盘的分区格式化
首先将U盘分区格式化。可用Linux下的fdisk分区工具进行分区，用mkfs工具进行格式化。本人就一块32MB的U盘，还要用来保存一些windows文件，故将其分为两个区，一个linux分区，一个windows分区。
#fdisk /dev/sdc
利用fdisk命令对U盘进行分区。
Disk /dev/sdc: 32 MB, 32768000 bytes
3 heads, 32 sectors/track, 666 cylinders
Units = cylinders of 96 * 512 = 49152 bytes

device Boot Start End Blocks Id System
/dev/sdc1 1 600 28784 83 Linux
/dev/sdc2 601 666 3168 5 Extended
/dev/sdc5 601 666 3152 4 FAT16 <32M
分区中sdc1是用来装linux系统的（28M）
sdc5是fat16格式，主要用来下载网页用。

#mkfs –t ext2 /dev/sdc1
#mkfs –t vfat /dev/sdc5
用mkfs对分区格式化。
5．2 U盘的初始化
如果在系统剪裁中进行了第四步剪裁，即压缩了根文件系统，将内核模拟成硬盘使用，将不必考虑U盘的初始化问题。如不进行第四步，虽然usb-storage模块已包括在内核，但是由于U盘的初始化过程比执行/sbin/init慢,导致内核已经启动完成了，优盘还没有完成初始化工作，因此根文件系统没有加载，这时执行/sbin/init命令肯定不成功。有两种方式能使内核等待3秒等待U盘初始化完毕再启动。
（1）利用busybox重新构造initrd.
在启动内核时加载initrd.img文件到内存中，利用initrd文件中的busybox的sleep命令，使内核等待3秒使U盘完成初始化工作，再执行/sbin/init指令。该方式需要自己构造initrd文件，而且会增大initrd文件（增大300kb）。
①建立initrd.img文件
#mkdir -p /mnt/initrd
#cd /tmp
#cp /usr/src/linux-2.6.0/drivers/scsi/BusLogic.ko /lib/modules/2.6.0/kernel/drivers/scsi
//mkinitrd需要BusLogic.ko
# mkinitrd /tmp/initrd.gz 2.6.0

②编译busybox
由于initrd中没有libc.so.6和ld-linux.so.2两个库文件，所以在编译busybox时要把选择不带共享库，因这里只用到它的sleep命令功能，所以编译选项中只选sleep选项。具体详见文件系统剪裁中busybox的使用方法。

③解压initrd.img文件，修改启动脚本linuxrc
#gunzip initrd.gz
#mount -o loop /tmp/initrd /mnt/initrd
#cp /sbin/busybox /mnt/initrd/bin
#cd /mnt/initrd/bin
#ln -s busybox sleep
#vi /mnt/initrd/linuxrc
　　加入如下内容：
　　echo 'wait 3 seconds.....'
/bin/sleep 3

④重新生成initrd.img文件
　　由于缺省建立的initrd文件比较大(为4MB)，为了加快优盘的启动，必须减小它。具体操作如下：
　　#mkdir -p /mnt/initrdusb
　　#cd /tmp
　　#dd if =/dev/zero of= /tmp/initrdusb bs=1M count=1
　　#mke2fs -m 0 initrdusb
　　#mount -o loop /tmp/initrdusb /mnt/initrdusb
#cp -a /mnt/initrd/* /mnt/initrdusb
#cd /mnt/initrdusb
#rm ./bin/insmod //因不用加载模块，故不//insmod可节省200K空间。
#rm ./bin/modporbe　　 //同上
#rm ./lib/BusLogic.ko // BusLogic.ko已编入内核，//故可删。
#cd /
　　# umount /mnt/initrd
　　# umount /mnt/initrdusb
　　# cd /tmp
　　# gzip -9 initrdusb
# cp initrdusb.gz /boot/initrd-2.6.0-usb.img

（2）通过更改linux2.6.0/init/do_mounts.c内核文件，再重新编译内核,使系统初始化时等3秒。该方式不会增大initrd文件，但需要修改内核文件。文件修改如下（＋号后面为添加的内容）：
[align=left]void __init mount_block_root(char *name, int flags)[/align]
[align=left]{[/align]
[align=left] char *fs_names = __getname();[/align]
[align=left] char *p;[/align]
[align=left] char b[BDEVNAME_SIZE];[/align]
[align=left] get_fs_names(fs_names);[/align]
+ printk("Please wait for 3 seconds....../n");
[align=left]+ __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);[/align]
+ schedule_timeout(HZ);
[align=left]+ __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);[/align]
[align=left]+ schedule_timeout(HZ);[/align]
[align=left]+ __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);[/align]
[align=left]+ schedule_timeout(HZ); [/align]
5．3 系统整合及测试
当完成U盘初始化initrd的构造后（也可以重新编译内核或采用ramdisk）,就可以在U盘上整合系统了。
（1） 将测试好的系统打包
[align=left]#mount /dev/sdb1 /mnt/sdb1[/align]
[align=left]#cd /mnt/sdb1[/align]
#tar cvzf /mnt/hgfs/windows/redhat9-usb-ok.tar.gz *
（2） 将打包好的系统恢复到U盘上(被系统识为sdd)
[align=left]#mkdir p /mnt/sdd1[/align]
[align=left]#mount /dev/sdd1 /mnt/sdd1[/align]
[align=left]#cd /mnt/sdd1[/align]
#tar zxvf /mnt/hgfs/windows/redhat9-usb-ok.tar.gz
（3） 修改U盘系统中的grub.conf文件
[align=left]改为：[/align]
[align=left]default=0[/align]
[align=left]timeout=10[/align]
[align=left]splashimage=(hd0,0)/boot/grub/splash.xpm.gz[/align]
[align=left]title Red Hat Linux (2.6.0)[/align]
[align=left] root (hd0,0)[/align]
kernel /boot/vmlinuz-2.6.0 ro root=LABEL=/
[align=left] initrd /boot/initrd-2.6.0.img[/align]
（4） 增加根目录标识
[align=left]#e2label /dev/sdc1 /[/align]
[align=left]如不进行这步，系统将无法启动。[/align]
[align=left]mount: error 6 mounting ext2[/align]
pivotroot pivot_root(/sysroot,/sysroot/initrd) failed:2
[align=left]umount /initrd/proc[/align]
[align=left]的错误提示。[/align]
（5） 安装grub
[align=left]因为系统最终将在机器上运行，不是在虚拟机上运行，故安装grub应在真实的linux下进行。而且虚拟机上的BOIS不支持从U盘启动。在机器上启动Redhat9.0[/align]
[align=left]#grub[/align]
[align=left]grub>root (hd1,0)[/align]
[align=left]grub>setup (hd1)[/align]
（6） 设置BIOS
[align=left]在BIOS中设置[/align]
[align=left]Advanced BIOS Features[/align]
[align=left] First Boot Device (USB-HDD)[/align]
[align=left]First Boot Device (HDD-0)[/align]
[align=left]这需要你的主板支持从U盘启动。[/align]
[align=left]最后插入U盘，重新启动系统。测试系统的网络功能和安全服务是否正常运转。[/align]
[align=center]本章小结[/align]
本章主要介绍了嵌入式操作系统如何在U盘上实现的,其中详细介绍了如何实现U盘的初始化以使内核在U盘上能正常启动，简单说明了在整合系统时要注意的几个要点。