CN101639782A - 基于嵌入式操作系统的系统引导载入方法 - Google Patents

Abstract

基于嵌入式操作系统的系统引导载入方法，解决提高嵌入式系统中引导载入程序的处理速度以及将文件系统压缩的更小以便存放入闪存单元的技术问题，采用的技术方案是，本方法借助Lzma算法编写配套的软件程序、移植存储在Bootloader引导加载程序单元中，实现对文件系统和系统内核的压缩及解压过程，首先将文件系统与内核压缩为压缩文件，再将以上格式文件合并生成一个镜像文件存储在闪存中，最后将闪存中的镜像文件解压到系统内存中。本发明的优点是可以最大限度压缩文件系统中的图像文件，并将所有目标镜像完全合为一体，方便固化、升级，用户使用起来非常简单。

Description

基于嵌入式操作系统的系统引导载入方法

技术领域

本发明涉及嵌入式软件image的存储、解压缩，具体适用于存储空间非常紧张的嵌入式设备上image的存储，尤其涉及到基于嵌入式系统的系统引导载入方法。

背景技术

Linux系统启动过程是通过Bootloader引导启动的。一上电就要执行Bootloader来初始化系统。系统加电或者复位后，所有CPU都会从某个地址开始执行，这是由处理器设计决定的。Bootloader程序存储在相应的flash闪存位置，好使系统加电后首先执行它。

嵌入式系统中，存储设备的空间有限，例如有时还需要提供image镜像的双备份，使得存储空间显得越加紧张，有时甚至是不可能满足系统要求。所以如果要在有限的存储空间存放大容量的镜像，只能采取image压缩。

Lzma算法(Lempel-Ziv-Markov chain-Algorithm)，是一个Deflate和LZ77算法改良和优化后的压缩算法，应用于7-Zip压缩工具中，是2001年以来得到发展的一个数据压缩算法。它使用类似于LZ77的字典编码机制，在一般的情况下压缩率比bzip2为高，用于压缩的可变字典最大小可达4GB。

目前在Bootloader中只支持gzip和bzip2的image压缩模式，所谓的Bootloader就是在操作系统内核运行之前运行的一段小程序。通过这段小程序，我们可以初始化硬件设备、建立内存空间的映射图，从而将系统的软硬件环境带到一个合适的状态，以便为最终调用操作系统内核准备好正确的环境。但是上述二者的压缩效率不是太高，很难满足一些特殊的使用要求。而公认的比较好的传统压缩算法zip和rar没有公开压缩算法源码，难以应用在实际产品中，给本领域内带来麻烦。

发明内容

为解决提高嵌入式系统中引导载入程序的处理速度以及将文件系统压缩的更小以便存放入闪存单元的技术问题，本发明设计了基于嵌入式系统的系统引导载入方法，实现了将内核和文件系统做成一个镜像，极大的方便了系统的升级、存储设备的利用。

本发明实现发明目的采用的技术方案是，基于嵌入式操作系统的系统引导载入方法，借助计算机以及配套的引导加载程序将文件系统和内核存入系统内存中，计算机调用内存中的镜像文件进行启动，以上方法借助Lzma算法编写配套的软件程序、移植存储在Bootloader引导加载程序单元中，实现对文件系统和系统内核的压缩及解压过程，本方法的具体过程是：

A)、引导加载程序启动后，首先将文件系统与内核按照相应的地址向量借助Lzma算法程序分别压缩为压缩文件；

B)、将以上压缩文件借助编写好的配套程序进行文件合成；

C)、将合成后的文件生成镜像文件编码固化存储在系统闪存单元中；

D)、将闪存单元中的镜像文件编码按照相应的地址向量借助Lzma算法程序解压到系统内存中；

E)、启动系统内存中的文件系统和内核。

本发明的有益效果是可以最大限度压缩文件系统中的镜像文件，并将所有目标镜像完全合为一体，方便固化、升级，用户使用起来非常简单。

下面结合附图对本发明进行详细描述。

附图说明

图1是本发明的方法流程图。

具体实施方式

参看图1，基于嵌入式操作系统的系统引导载入方法，借助计算机以及配套的引导加载程序将文件系统和内核存入系统内存中，计算机调用内存中的镜像文件进行启动，以上方法借助Lzma算法编写配套的软件程序、移植存储在Bootloader引导加载程序单元中，实现对文件系统和系统内核的压缩及解压过程，本方法的具体过程是：

A)、引导加载程序启动后，首先将文件系统与内核按照相应的地址向量借助Lzma算法程序分别压缩为压缩文件；

B)、将以上压缩文件借助编写好的配套程序进行文件合成；

C)、将合成后的文件生成镜像文件编码固化存储在系统闪存单元中；

D)、将闪存单元中的镜像文件编码按照相应的地址向量借助Lzma算法程序解压到系统内存中；

E)、启动系统内存中的文件系统和内核。

上述的压缩文件为7-zip格式文件。

现举出具体实施例对本发明进行具体说明，以展现本发明的优点。

表1是采用发明压缩算法和传统算法压缩文件系统和内核的对比。未压缩之前的文件系统和内核的总的大小是13MB。

类型	Lzma	Cpio	Jffs2方式	Cramfs方式
					最终大小	2.8MB	4.2MB	5.4MB	4.9MB

表1各种压缩算法的对比

由表1可以看出，用Lzma算法压缩文件系统和内核后的文件大小为2.8MB，比其它方式压缩出的文件要小很多，说明用本发明的方法能够最大限度的压缩文件所占用的空间，以便存储在闪存单元内。

本发明还根据lzma压缩算法，将其移植存储在Bootloader中，并提供相应接口，方便固化以及升级。

Claims (2)

1、基于嵌入式操作系统的系统引导载入方法，借助计算机以及配套的引导加载程序将文件系统和内核存入系统内存中，计算机调用内存中的镜像文件进行启动，其特征在于：以上方法借助Lzma算法编写配套的软件程序、移植存储在Bootloader引导加载程序单元中，实现对文件系统和系统内核的压缩及解压过程，本方法的具体过程是：

A)、引导加载程序启动后，首先将文件系统与内核按照相应的地址向量借助Lzma算法程序分别压缩为压缩文件；

B)、将以上压缩文件借助编写好的配套程序进行文件合成；

C)、将合成后的文件生成镜像文件编码固化存储在系统闪存单元中；

D)、将闪存单元中的镜像文件编码按照相应的地址向量借助Lzma算法程序解压到系统内存中；

E)、启动系统内存中的文件系统和内核。

2、根据权利要求1所述的基于嵌入式操作系统的系统引导载入方法，其特征在于：所述的压缩文件为7-zip格式文件。