机顶盒软件组成及启动流程

2019-07-13 00:26发布

1.  软件结构组成
    uboot        : 一种boot loader,负责机顶盒嵌入式linux的系统引导工作,引导系统启动,已经系统维护(镜像烧写,软件更新)。     env            :uboot 的环境变量,存储着一些变量及其值,供uboot使用,比较重要的两个变量:bootcmd  bootargs。     logo          :开机图片。     loader       :升级程序。     loaderbak :升级程序备份。     kernel        :linux 内核。     rootfs         :linux 根文件系统。     app            :应用程序。     ui               :页面文件。     data           :应用程序数据。     stbenv       :机顶盒产品信息。
2. 启动流程    总体流程:    上电  -->  运行uboot  --> 加载kernel,运行kernel  -->  挂载根文件系统  -->  运行init进程  -->  执行启动脚本  -->  运行app
   1.  uboot存储在flash设备的0地址处,上电后,从uboot开始运行。    2.  uboot起来后会运行bootcmd变量中的指令,bootcmd会读取kernel镜像,然后用bootm命令去解压kernel镜像并运行kernel,         运行kernel时,bootargs变量值会传递给kernel。    3.  kernel起来后根据 bootargs 中root描述挂载 rootfs 。    4.  rootfs挂载成功后,会运行 init 进程。    5.  init 进程起来后,会执行启动脚本。    6.  启动脚本中运行app。
下面是一段盒子启动打印: Board: STiH237-HDK (B2141)  [32-bit mode] 
U-Boot 2010.09 (Feb 12 2015 - 14:59:24) - stm24-2013-08-17  //uboot 运行
DRAM:  256 MiB NAND:  ONFI flash detected ONFI param page 0 valid ONFI flash is MT29F4G08ABADAH4, 512 MiB, page size 2048+64, sector size 128 KiB 512 MiB SPI:  info: found ST N25Q256 (32MiB) device (page=256,erase=65536) info: BCH controller initializing with ECC of 18-bits per 1KiB sector Bad block table found at page 262080, version 0x01 Bad block table found at page 262016, version 0x01 In:    serial Out:   serial Err:   serial Net:   stmac-0    Uncompressing Linux 2.6 ...
### 1843224 ###
xxxxxxxx: enable clk xxxxxxxx: display hd logo xxxxxxxx: display sd logo can not find this value Hit any key to stop autoboot:  0
NAND read: device 0 offset 0x2200000, size 0x300000     //读取kernel镜像  3145728 bytes read: OK ## Booting kernel from Legacy Image at 80000000 ...         <--------    Image Name:   Linux 3.4    Image Type:   SuperH Linux Kernel Image (gzip compressed)    Data Size:    2080907 Bytes =   2 MiB    Load Address: 80800000    Entry Point:  80801000    Verifying Checksum ... OK    Uncompressing Kernel Image ... OK                                    解压kernel镜像的打印 ------>
Starting kernel:                             //运行kernel,bootargs传递给kernel    start    = 0x80801000    initrd   = 0x00000000 (0 bytes)    bootargs = console=ttyAS0,115200 ubi.mtd=5 root=ubi0:rootfs rootfstype=ubifs rw mtdparts=stm-nand-bch:1M(uboot),1M(logo),16M(loader),16M(loader_bak),3M(kernel),32M(rootfs),64M(app),32M(ui),345M(data),1M(stbenv) stmmaceth=msglvl:0,watchdog:5000 M129(000000):eth0:off bigphysarea=3000 elevator=cfq
Welcome to STLinux (busybox)!   //init 进程启动,执行启动脚本,脚本中打印的欢迎标语。 [system background process]
//下面是挂载app  ui  data 分区的打印 UBI device number 1, total 512 LEBs (65011712 bytes, 62.0 MiB), available 0 LEBs (0 bytes), LEB size 126976 bytes (124.0 KiB) UBI device number 2, total 256 LEBs (32505856 bytes, 31.0 MiB), available 0 LEBs (0 bytes), LEB size 126976 bytes (124.0 KiB)   STxH205  detected (32BITS) UBI device number 3, total 2760 LEBs (350453760 bytes, 334.2 MiB), available 0 LEBs (0 bytes), LEB size 126976 bytes (124.0 KiB)
Please press Enter to activate this console.
//应用程序开始运行  -----------------------------------------------------  Software  : iPanel 3.0 Advanced  Platform  : STiH273  Branch    : Debug Branch  [BuildTime]-[Sep  7 2015]-[17:59:41]  -----------------------------------------------------

uboot环境变量 uboot命令行,输入 print 即可打印 uboot 环境变量,环境变量可以配置ip serverip mac 地址等(tftp工具下载镜像需要配置ip)。注意以下两个变量:
bootcmd=nand read 80000000 2200000 300000; bootm 80000000 bootargs=console=ttyAS0,115200 ubi.mtd=5 root=ubi0:rootfs rootfstype=ubifs rw mtdparts=stm-nand-bch:1M(uboot),1M(logo),16M(loader),16M(loader_bak),3M(kernel),32M(rootfs),64M(app),32M(ui),345M(data),1M(stbenv) stmmaceth=msglvl:0,watchdog:5000 M129(000000):eth0:off bigphysarea=3000 elevator=cfq
bootcmd:启动命令,描述kernel启动的命令,从上面变量值可以看到是从nand flash中读取了kernel镜像,并交给bootm命令去解压执行。 bootargs:启动参数描述,这些参数会传递给kernel,kernel启动后需要用到这里的参数,例如 root 描述的根文件系统信息,console 描述的串口信息,以及分区划分信息。
init进程 kernel启动后,会挂载根文件系统,然后执行init进程,shell命令行模式下输入 top 命令查看,即可发现这个init进程,其pid是1,是系统启动后运行的第一个用户态进程。

启动脚本 ST平台启动脚本是 /etc/init.d/rcSBB, 不同平台略有区别,因为使用的不同的根文件系统,根文件系统中的 init 进程不同,init 读取启动脚本并执行的策略会有区别,但都是类似的模式。ST 平台启动脚本内容:
#!/bin/sh echo "Welcome to STLinux (busybox)!"    //欢迎标语 # mount proc filesystem                            <------- mount -t proc proc /proc # mount devpts to allow logging in mount -t devpts devpts /dev/pts -ogid=5,mode=620 # mount sysfs mount -t sysfs sysfs /sys #mount -t fusectl fusectl /sys/fs/fuse/connections      挂载一些文件系统 ------> # start the telnet daemon to allow remote login #busybox telnetd -l /bin/sh /sbin/syscall & /sbin/udevd.sh /root/ipanel_start.sh          //执行启动app的脚本