基于Bootsplash嵌入式Linux启动画面定制

2019-07-13 00:45发布

在基于linux的嵌入式仿真平台开发中,终端的美观和可定制是一个重要的问题。开机时滚动在屏幕上的字符串和单调的penguin图标,使嵌入式设备仍然脱离不了pc的痕迹,linux控制台上单调的“白纸黑字”型表现方式可谓大煞风景。   在基于linux的嵌入式仿真平台开发中,终端的美观和可定制是一个重要的问题。开机时滚动在屏幕上的字符串和单调的penguin图标,使嵌入式设备仍然脱离不了pc的痕迹,linux控制台上单调的“白纸黑字”型表现方式可谓大煞风景。改造linux控制台使之美观可定制地展示开机信息和logo成为基于嵌入式linux应用的一项重要工作。   开源项目bootsplash(http://www.bootsplash.org/)为解决这个问题提供了一个完美的解决方案。Boot-   splash通过对内核打补丁来改变linux framebuffer控制台对图形显示的支持。通过用户空间程序来定制启动logo、设定控制台背景和显隐启动时的字符信息,甚至可以支持开机画面的动画显示。本文介绍利用splashboot打造启动画面的解决方案,涉及内核补丁、用户空间设置等方面的具体工作。   1 内核补丁和控制工具   1.1 支持bootsplash的内核补丁   针对不同的内核版本,bootsplash站点上给出了相应的内核补丁。我们所使用的内核版本为2.4.23,下载并给内核打上补丁:   cd /usr/src/linux   make mrproper   patch -Np1 -i ../bootsplash-3.0.7-2.4.23.diff   重新编译内核:   make menuconfig   选上如下的几个参数:   Code maturity level options --->   Prompt for development and/or incomplete code/drivers   Block devices ---> RAM disk support   Block devices ---> Initial RAM disk (initrd) support   Console drivers ---> Video mode selection support   Console drivers ---> Frame-buffer support --->   Support for frame buffer devices   VESA VGA graphics console   Use splash screen instead of boot logo   然后编译内核:   make dep && make bzImage   再把生成的内核拷贝到/boot下:   cp arch/i386/boot/bzImage /boot/linux-bootsplash   这样我们得到的新内核bzImage就是支持bootsplash的内核了,剩下的工作就是对bootsplash的定制了。 1.2 安装用户空间程序   下载bootsplash工具,解压安装:   tar –zxf bootsplash-3.0.7.tar.gz   cd bootsplash-3.0.7/Utilities   make   cp fbresolution fbmngplay fbtruetype splash /sbin/   这样完成了对用户空间工具的安装,其实bootsplash分别利用如下的四个程序:splash程序是将需要在framebuffer下显示的图片资源制作成启动ram盘的工具;fbmngplay读mng文件,播放动画;fbtruetype显示truetype字体;fbresolution检查分辨率。后面提到的脚本,只是以不同参数来读取配置文件,调用上面的这几个程序。   2 开机LOGO的定制   2.1 设置splash屏幕的主题   前面安装好的splash用户空间程序中有一个程序splash,它需要一个配置文件来指明使用哪个图片、要不要隐藏文本信息的输出等。可以看出“theme”就是splash工具需要的配置文件、图片和其他所需要的文件的集合。有很多已经准备好的theme可供挑选,我们也可以定制theme。为了方便起见,我们下载theme-Linux.tar.bz2并以它为theme。   建立目录/etc/bootsplash/themes,解压Theme- Linux.tar.bz2到这个目录下,现在的目录结构应该是:   /etc/bootsplash/themes/Linux   读者朋友可以看看该目录下的bootsplash-1024x768.cfg来观察配置文件的格式。这个简单的文件包含的选项不多,事实上它只是清楚地表明应该显示哪幅图片、控制台显示文本的颜 {MOD}和背景 {MOD}以及文本信息输出的位置区域。另外,不要忘了它还可以分别指定verbose和silent模式下显示文件的位置。Silent模式禁止显示启动信息,代之以一个可选的进度条(这需要关于A外包脚本的更多设置)。基于这个配置文件,你可以自己修改以显示自己喜欢的图片和采用自己喜欢的模式。   2.2 利用splash小工具安装splash主题到initrd   在系统启动的早期阶段,内核还不能读写硬盘。这个阶段要显示图片,那么图片放在什么地方那?答案是把图片写到ramdisk里,这样在启动的时候才能读到,因为这时候还没有加载分区呢。当然不用担心initrd的制作,splash小工具能轻松搞定。Splash小工具能根据基于你选择的配置文件(theme)来自动产生一个initrd。所要做的就是执行如下命令:   splash -s -f /etc/bootsplash/themes/arch/config /arch-1024-boot.cfg /boot/initrd.splash   生成的initrd.splash就是一个新的initrd。在GRUB或LILO中加入它就可以了。   按如下的方法修改GRUB或LILO:   在GRUB中加入或修改下面的行:   kernel (hd0,3)/boot/vmlinuz−2.4.21−melenas root=/dev/hda4 vga=791 splash=silent   initrd (hd0,3)/boot/initrd.splash 在LILO中加入或修改下面的行:   vga=791   initrd=/boot/initrd.splash   append="splash=silent"   来看看这几行的意义:   vga=791: boot splash 将在1024x768 分辨率和65000 {MOD} (16 位 {MOD})下显示。Framebuffer的设定要根据我们所使用的theme的分辨率和颜 {MOD}深度来选择。   splash=silent: 在silent模式下显示boot splash. 如果你希望用vebose模式,只需删除此行即可。Verbose模式是缺省模式。   initrd=/boot/initrd.splash: 这行将initrd.splash调入启动ram盘(图片存于其中)。   更新LILO或GRUB后,就可以看到精美的启动画面。   3 启动进度条的显示   首先我们要弄清楚小工具程序progress(它是和splash程序一起拷到/sbin目录下的)。progress能够在framebuffer 设备(默认情况下是/dev/fb0)上画四边形。不带任何参数运行progress,我们可以看到该程序的可选参数列表,我们感兴趣的几个参数是:   x: 四边形起始点的x坐标   y: 四边形起始点的y坐标   dx: 四边形的宽度   dy: 四边形的高度   color: 四边形的颜 {MOD}。这是一个16进制数,于web页上表示颜 {MOD}的一致。   举例说明之:   progress 0 0 512 384 FFFFFF   将会在屏幕左上角画一个白 {MOD}的四边形,这个四边形占据四分之一屏幕。   progress 256 192 521 384 FCD192   将会在屏幕正中间位置画一个黄 {MOD}的四边形。   看这些例子的效果应该在tty终端上运行,不要在Konsole 或xterm window上看效果。 搞清楚progress的用法后,我们来看怎么把它与系统启动联系起来。通过分析Debian的启动代码,我们可以看出:它的启动脚本在每次启动完一个服务程序(xfs, cron, samba 或其他服务程序)后使用progress程序来在指定位置画指定大小的四边形。在Debian中启动脚本有两个:先执行/etc/init.d/rcS然后执行 /etc/init.d/rc。下面研究一下/etc/init.d/rcS代码,注意这个脚本一次调用各个rulevel下的脚本。我们在其中加入画四边形的代码,加入的代码用加黑表示:   # 初始化变量j   # j 为进度条的宽度   j=20   for i in /etc/rcS.d/S??*   do   [ ! −f "$i" ] &continue   # 进度条开始   #   # 保证进度条宽度不超出范围   if ((j <616))   then   # 此时调用progress程序,画比前一次宽一个单位   #(15个像素)的进度条   # x y dx dy color   /usr/local/bin/progress 204 667 $j 21 FCD123   let j=j+15   fi   # 结束进度条绘制   case "$i" in   *.sh)   (   trap − INT QUIT TSTP   set start   . $i   )   ;   ;   *)   #遍历sh 文件后, 启动子进程   $i start   ;;   esac   done   上面的代码画出了四边形的第一部分,我们需要接着画与/etc/init.d/rc相关的第二部分。为了平滑地接着第一部分画,我们需要知道第一部分四边形画到什么位置结束的。  #   danger_var=395   j=danger_var   for i in /etc/rc$runlevel.d/S*   do   [ ! −f $i ] &continue   if [ $previous != N ] &[ $previous != S ]   then   #   # Find start script in previous runlevel and   # stop script in this runlevel.   #   suffix=${i#/etc/rc$runlevel.d/S[0−9][0−9]}   stop=/etc/rc$runlevel.d/K[0−9][0−9]$suffix   previous_start=/etc/rc$previous.d/S[0−9][0−9]$suffix   #   # If there is a start script in the previous level   # and _no_ stop script in this level, we don"t   # have to re−start the service.   #   [ −f $previous_start ] &[ ! −f $stop ] &continue   fi   #继续进度条绘制   #保证进度条宽度不超出范围 if ((j <616))   then   /usr/local/bin/progress 204 666 $j 21 FCD123   let j=j+15   fi   #结束进度条绘制   case "$runlevel" in   0|6)   startup $i stop   ;;   *)   startup $i start   ;;   esac   done   这段代码以同样的方式接着画四边形进度条。但是danger_var是什么呢?前面说过为了平滑地接着第一部分画,我们需要知道第一部分四边形画到什么位置结束的。这个位置就用danger_var来记录。问题又来了,怎么将第一个脚本里的变量传到第二个脚本?可以在第一个脚本/etc/init.d/rcS的末尾加上如下的代码:   sed "s/danger_var=[0−9]*/danger_var="$j"/g" /etc/init.d/rc > /tmp/boots   mv /tmp/boots /etc/init.d/rc   chmod 755 /etc/init.d/rc   上面的代码很清楚,获得j的值,在第二个脚本文件rc中寻找字符串“danger_var=…”并把它修改为 “danger_var=结束时的j值”,把修改后的文件另存为/tmp/boots,然后重命名为/etc/init.d/rc并改变执行权限。   如果选用danger_var作为变量名来传递位置值,那么注意在其他启动脚本中不能出现名字冲突。   现在,重启计算机,可以享受美丽的开机进度条了。   4 结论   通过开源项目bootsplash提供的内核补丁和各种用户空间工具,可以实现对FrameBuffer下的控制台美化和定制。这对于嵌入式仿真环境平台的开发有着重要的意义,使得嵌入式仿真环境平台从一定程度上减少PC的痕迹,成为个性化和高度可定制的平台。