从 EPROM 引导 Linux

从 EPROM 引导 Linux

本文简要介绍从486单板机的EPROM引导Linux。提供了一种在无硬盘的嵌入式系统上运行Linux的方法。我们要介绍的应用程序是一个显示器上的Operator Interface,它的显示系统是由Boeing Flight Test开发的。飞行环境需要一种可以防止突然性的电源中断的机制。为了满足这样的要求，我们决定在无硬盘的系统上实现Operator Interface。
概况

基本的问题包括从EPROM的SSD（solid state disk）引导，将root文件系统从EPROM拷贝至一个RAM disk，从客户机加载Operator Interface软件并且执行它。本文主要讨论系统工作机制的细节以及它所使用的开发技巧。

我们所选用的硬件为一台拥有16M RAM、一个能够容纳4M

EPROM的PC104 SSD和其他一些PC104板的基于VME的单板机。它的BIOS支持SSD的使用。系统使用一个可编程的键盘和一块标准的VGA显示卡。

系统操作

引导时我们需要考虑两个选项：

* 在DOS下使用loadlin（可以加在Autoexec.bat文件中）引导Linux

* 安装LILO直接引导Linux

第二种选项的好处是引导所用的时间较小。我们采用第一种方案，因为我们使用一个可编程的键盘——在DOS运行为键盘编程的软件。

为了使系统工作，我们需要kernel-hacking。Ramdisk.c代码被改成可以从任意的块设备加载而不仅仅是从软盘。另外，我们写一个从EPROM设备的新的块设备驱动程序。

实现EPROM设备驱动程序的第一种思想是在EPROM中生成一个磁盘映像。这会为我们提供一个同EPROM相同大小的RAM disk，在这种情况下大小为3.5M（SSD的DOS分区占1/2M）。为了得到一个大的RAM disk，我们使用一个压缩的磁盘映像。压缩的思想很简单，相同的扇区之存贮一次。这样的好处是磁盘映像的空白区域不占用EPROM空间。

为了自动运行Operator interface程序，我们需要一个程序来替代getty。

这个程序（dboot.c）应该运行登录程序，可以为指定的虚拟终端设置stdin,stdou和stderr。

引导的过程是这样的：

l 加电后进行内存检测
l 加载运行AUTOEXEC.BAT的DOS
l 运行键盘应用程序
l 运行LOADLIN——从DOS分区中读取Linux内核执行
l 由linux内核接管系统
l 从EPROM中加载RAM disk
l 转换root文件系统到RAM disk
l init读取inittab，注意inittab执行dboot 而不是getty
l 启动Operator interface

开发

下一阶段的任务是将EPROM的磁盘内容组织在一起。我们使

用如下分区的辅助盘来完成这项任务：

＊ /dev/hda1 – 80M linux system
＊ /dev/hda2 - 6M EPROM
＊ /dev/hda3 - 20M DOS分区
＊ 使用Lilo引导
直接对EPROM进行编程时很费时间的事。所以，我们大部分的开发使用辐助盘来进行。

磁盘映像的开发首先确定需求。首先完成一个最小的系统，然后再将operator interface所需的项目加到系统中。由于我不是Unix专家，所以这个最小系统的完成是个试验、纠错的过程。我不断的试验，直到系统正常运行。

下一步将Linux分区的内容拷贝到6M分区中，然后在DOS下进行如下操作：
loadlin zimage root=/dev/hda2 ro

如果系统稳定，则将6M分区载入到RAM disk。这同从EPROM中加载是相似的。为了避免对EPROM编程而测试系统，在DOS下进行如下操作：
loadlin zimage root=/dev/hda2 ramdisk=6144 ro

因为对ramdisk.c进行了修改，/dev/hda2磁盘映像被加载到RAM中，然后root分区转换为RAM disk。我们需要不断地修改disk image直到它正常工作为止。

对EPROMs编程

首先使用tar将小的disk image打包，然后解压缩到一个干净的文件系统。

为了打包disk image。我们从Linux引导，然后加载6M分区。不要对proc文件系统执行tar命令。我们使用以下的命令：
mount –t ext2 /dev/hda2 /mnt
cd /mnt
tar –cpf /tmp/eprom.tar *

为了生成disk image，我使用另一拥有6M RAM disk的计算机和如下的命令行：
dd if=/dev/zero of=/dev/ram count=12288
mke2fs /dev/ram 6144
mount –t ext2 /dev/ram /mnt
cd /mnt
tar –xpf ~/eprom.tar
dd if=/dev/ram of=~/eprom.dsk count=12288

这生成一个eprom.dsk文件，我们使用med.c程序将disk image(eprom.dsk)写入EPROMs(即对EPROMs编程)。
Med ~/eprom.dsk ~/eprom.img

然后EPROM程序员将EPROM image刻入EPROM中。
DOS boot SSD
SBC的SSD功能帮助我们构建disk image。DOS SSD disk最少需要如下的文件：DOS引导文件，command.com,autoexec.bat，键盘加载程序，loadlin与zImage。

结论
辅助盘上的开发工作量很大，我们需要采取措施来减少工作量。EPROM disk在我们的应用程序中工作的很好。

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