树莓派(三):Bootloader,Linux内核配置编译,Linux文件系统

嵌入式系统启动过程

        电源----BootLoader----Linux内核----文件系统----应用程

 BootLoader

        引导操作系统启动，启动大多分为两个阶段：

        一阶段主要依赖于CPU的体系结构硬件初始化的代码，通常都用汇编语言来实现。

        硬件初始化（屏蔽所有的中断、关闭处理器内部指令/数据Cache等）。         固态存储媒质中，复制Bootloader二阶段代码到RAM。         预备RAM空间。         设置堆栈。 

        二阶段C语言完成，实现复杂的功能，程序有更好的可读性和可移植性。

        初始化硬件。         检测系统内存映射。         内核映像和根文件系统映像从Flash读到RAM。         为内核设置启动参数。         调用内核。

        为什么要关闭Cache？

        使用Cache以及buffer提高系统性能，由于Cache的使用改变访问主存的数量、类型和时间，Bootloader通常是不需要的跳转到第二阶段的C程序入口点

Linux源码目录    

        arch：硬件体系结构相关的代码。包括kernel（内核核心部分）、mm（内存管理）、math-emu（浮点单元仿真）、lib（硬件相关工具函数）、boot（引导程序）、pci（PCI总线）和power（CPU相关状态）。           block：部分块设备驱动程序。           crypto：常用加密和散列算法（如AES、SHA等），还有一些压缩和CRC校验算法。           Documentation：关于内核各部分的通用解释和注释。           drivers：设备驱动程序，每个不同的驱动占用一个子目录。           fs：各种支持的文件系统，如ext、fat、ntfs等。           include：头文件。系统相关的头文件被放置在linux子目录下。           init：内核初始化代码（注意不是系统引导代码）。           ipc：进程间通信的代码。           kernel：内核的最核心部分，包括进程调度、定时器等，和平台相关的一部分代码放在arch/*/kernel目录下。           lib：库文件代码。           mm：内存管理代码，和平台相关的一部分代码放在arch/*/mm目录下。           net：网络相关代码，实现了各种常见的网络协议。           scripts：用于配置内核文件的脚本文件。           security：主要是一个SELinux的模块。           sound：常用音频设备的驱动程序等。           usr：实现了一个cpio(文件备份程序及文件格式)。

树莓派Linux源码配置(ubuntu18.04)

        内核配置方式:copy已发布的config,依据已发布的config配置(make menuconfig)

        驱动加载的两种方式:编译进内核(zImage内)，生成moudle启动后加载（insmod）

树莓派Linux内核编译(ubuntu18.04)

取消挂载，重启树莓派查看内核

 linux文件系统

    文件系统         文件系统是操作系统用于明确存储设备组织文件的方法。即文件管理系统，简称文件系统。   

    文件系统分类         FAT VFAT NTFS EXT1/2/3/4 HFS等(df -T)                 vfat:boot（bootloader, kernel）         ext4:根目录         tmpfs:内存文件系统

    文件目录结构                /bin：二进制文件目录，含系统启动和运行的命令。

        /boot：启动Linux系统所需的文件，如内核文件和启动加载程序。

        /dev：设备文件目录，含与硬件设备相关的文件。

        /etc：配置文件目录，含系统的各种配置文件。

        /home：用户主目录。

        /lib：系统库文件目录，含运行基本命令和程序所需的库文件。

        /media：可移动媒体设备挂载目录，包括U盘、光盘等。

        /mnt：挂载目录，用于临时挂载其他文件系统。

        /opt：可选应用程序目录，含第三方应用程序。

        /proc：虚拟文件系统目录，当前运行的系统进程信息和内核状态信息。

        /root：超级用户的主目录。

        /run：系统运行时的临时文件目录。

        /sbin：系统管理员命令目录，含系统管理命令。

        /srv：服务数据目录，含与特定服务相关的数据文件。

        /sys：虚拟文件系统目录，含系统硬件设备相关的信息。

        /tmp：临时文件目录，用于存放一些临时文件。

        /usr：用户程序和数据目录，含系统安装的应用程序和用户数据文件。

        /var：可变数据目录，含系统运行过程中的可变数据，如日志文件和缓存文件等。

    分区          嵌入式系统分为4个区:                 bootloader:启动代码                 para:启动代码向内核传递参数的位置                 kernel:内核分区                 根分区等

    虚拟文件系统         vfs是对各种文件系统的一个抽象，它为各种文件系统提供了一个通用的接口。不管文件类型，不管文件是磁盘还是设备，都只用open, read,write统一操作。