基於bootsplash的嵌入式linux啟動畫面定製

摘　要：在基於linux的嵌入式模擬平臺研發中，利用開源工具bootsplash能夠定製啟動logo、設定控制檯背景和顯隱啟動時的字元資訊，甚至能夠支援開機進度條的動畫顯示。本文介紹利用bootsplash打造啟動畫面的解決方案，涉及核心補丁、使用者空間配置等方面的具體工作。
　　關鍵字：嵌入式； 啟動；模擬環境
    
　　在基於linux的嵌入式模擬平臺研發中，終端的美觀和可定製是個重要的問題。開機時滾動在螢幕上的字串和單調的penguin圖示，使嵌入式裝置仍然脫離不了pc的痕跡，linux控制檯上單調的“白紙黑字”型表現方式可謂大煞風景。改造linux控制檯使之美觀可定製地展示開機資訊和logo成為基於嵌入式linux應用的一項重要工作。
    
　　開源專案bootsplash(
http://www.bootsplash.org/
)為解決這個問題提供了一個完美的解決方案。Boot-
splash通過對核心打補丁來改變linux framebuffer控制檯對影像顯示的支援。通過使用者空間程式來定製啟動logo、設定控制檯背景和顯隱啟動時的字元資訊，甚至能夠支援開機畫面的動畫顯示。本文介紹利用splashboot打造啟動畫面的解決方案，涉及核心補丁、使用者空間配置等方面的具體工作。
　　1 核心補丁和控制工具
　　1.1 支援bootsplash的核心補丁
   
　　針對不同的核心版本，bootsplash站點上給出了相應的核心補丁。我們所使用的核心版本為2.4.23，下載並給核心打上補丁：
　　cd /usr/src/linux
　　make mrproper
　　patch -Np1 -i ../bootsplash-3.0.7-2.4.23.diff
　　重新編譯核心：
　　make menuconfig
　　選上如下的幾個引數：
　　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
　　然後編譯核心：
　　make dep && make bzImage
　　再把生成的核心拷貝到/boot下:
　　cp arch/i386/boot/bzImage /boot/linux-bootsplash
　　這樣我們得到的新核心bzImage就是支援bootsplash的核心了，剩下的工作就是對bootsplash的定製了。　　
　　1.2 安裝使用者空間程式
    
　　下載bootsplash工具，解壓安裝：
　　tar ?zxf bootsplash-3.0.7.tar.gz
　　cd  bootsplash-3.0.7/Utilities
　　make
　　cp fbresolution fbmngplay fbtruetype splash /sbin/
　　這樣完成了對使用者空間工具的安裝，其實bootsplash分別利用如下的四個程式：splash程式是將需要在framebuffer下顯示的圖片資源製作成啟動ram盤的工具；fbmngplay讀mng文件，播放動畫；fbtruetype顯示truetype字型；fbresolution檢查解析度。後面提到的指令碼，只是以不同引數來讀取配置文件，呼叫上面的這幾個程式。
　　2 開機LOGO的定製

　　2.1 配置splash螢幕的主題
    
　　前面安裝好的splash使用者空間程式中有一個程式splash，他需要一個配置文件來指明使用哪個圖片、要不要隱藏文字資訊的輸出等。能夠看出“theme”就是splash工具需要的配置文件、圖片和其他所需要的文件的集合。有很多已準備好的theme可供挑選，我們也能夠定製theme。為了方便起見，我們下載theme-Linux.tar.bz2並以他為theme。
    
　　建立目錄/etc/bootsplash/themes，解壓Theme- Linux.tar.bz2到這個目錄下，現在的目錄結構應該是：
/etc/bootsplash/themes/Linux
    
　　讀者朋友能夠看看該目錄下的bootsplash-1024×768.cfg來觀察配置文件的格式。這個簡單的文件包含的選項不多，事實上他只是清楚地表明應該顯示哪幅圖片、控制檯顯示文字的顏色和背景色連同文字資訊輸出的位置區域。另外，不要忘了他還能夠分別指定verbose和silent模式下顯示文件的位置。Silent模式禁止顯示啟動資訊，代之以一個可選的進度條（這需要關於A外包指令碼的更多配置）。基於這個配置文件，您能夠自己修改以顯示自己喜歡的圖片和採用自己喜歡的模式。
　　2.2 利用splash小工具安裝splash主題到initrd
    
　　在系統啟動的早期階段，核心還不能讀寫硬碟。這個階段要顯示圖片，那麼圖片放在什麼地方那？答案是把圖片寫到ramdisk裡，這樣在啟動的時候才能讀到，因為這時候還沒有載入分割槽呢。當然不用擔心initrd的製作，splash小工具能輕鬆搞定。Splash小工具能根據基於您選擇的配置文件（theme）來自動產生一個initrd。所要做的就是執行如下命令：
    
　　splash -s -f /etc/bootsplash/themes/arch/config /arch-1024-boot.cfg  /boot/initrd.splash 
　　生成的initrd.splash就是個新的initrd。在GRUB或LILO中加入他就能夠了。
　　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”
　　來看看這幾行的意義：
　　vga=791: boot splash 將在1024×768 解析度和65000 色 (16 位色)下顯示。Framebuffer的設定要根據我們所使用的theme的解析度和顏色深度來選擇。
　　splash=silent: 在silent模式下顯示boot splash. 假如您希望用vebose模式，只需刪除此行即可。Verbose模式是預設模式。 
　　initrd=/boot/initrd.splash: 這行將initrd.splash調入啟動ram盤（圖片存於其中）。
　　更新LILO或GRUB後，就能夠看到精美的啟動畫面。
　　3 啟動進度條的顯示

　　首先我們要弄清楚小工具程式progress（他是和splash程式一起拷到/sbin目錄下的）。progress能夠在framebuffer 裝置（預設情況下是/dev/fb0）上畫四邊形。不帶任何引數執行progress，我們能夠看到該程式的可選引數列表，我們感興趣的幾個引數是：
　　x: 四邊形起始點的x座標
　　y: 四邊形起始點的y座標
　　dx: 四邊形的寬度
　　dy: 四邊形的高度
　　color: 四邊形的顏色。這是個16進位制數，於web頁上表示顏色的一致。
　　舉例說明之：
　　progress 0 0 512 384 FFFFFF
　　將會在螢幕左上角畫一個白色的四邊形，這個四邊形佔據四分之一螢幕。
　　progress 256 192 521 384 FCD192
　　將會在螢幕正中間位置畫一個黃色的四邊形。
　　看這些例子的效果應該在tty終端上執行，不要在Konsole 或xterm window上看效果。
　　搞清楚progress的用法後，我們來看怎麼把他和系統啟動聯絡起來。通過分析Debian的啟動程式碼，我們能夠看出：他的啟動指令碼在每次啟動完一個服務程式（xfs, cron, samba 或其他服務程式）後使用progress程式來在指定位置畫指定大小的四邊形。在Debian中啟動指令碼有兩個：先執行/etc/init.d/rcS然後執行 /etc/init.d/rc。下面研究一下/etc/init.d/rcS程式碼，注意這個指令碼一次呼叫各個rulevel下的指令碼。我們在其中加入畫四邊形的程式碼，加入的程式碼用加黑表示：
　　# 初始化變數j 
　　# j 為進度條的寬度
　　j=20
　　for i in /etc/rcS.d/S??*
　　do
　　[ ! −f “$i” ] &continue
　　# 進度條開始
　　#
　　# 確保進度條寬度不超出範圍
　　if ((j  /tmp/boots
　　mv /tmp/boots /etc/init.d/rc
　　chmod 755 /etc/init.d/rc
   
　　上面的程式碼很清楚，獲得j的值，在第二個指令碼文件rc中尋找字串“danger_var=…”並把他修改為 “danger_var=結束時的j值”，把修改後的文件另存為/tmp/boots，然後重新命名為/etc/init.d/rc並改變執行許可權。
    
　　假如選用danger_var作為變數名來傳遞位置值，那麼注意在其他啟動指令碼中不能出現名字衝突。
    
　　現在，重啟電腦，能夠享受美麗的開機進度條了。
　　4 結論
　　
　　通過開源專案bootsplash提供的核心補丁和各種使用者空間工具，能夠實現對FrameBuffer下的控制檯美化和定製。這對於嵌入式模擬環境平臺的研發有著重要的意義，使得嵌入式模擬環境平臺從一定程度上減少PC的痕跡，成為個性化和高度可定製的平臺。
　　參考文獻：
　　[1] Dennis Herbrich，Arch Linux BootSplash-HowTo.  http://www.archlinux.org
　　[2] Pedro Jurado Maqueda, BULMA: Graphic boot with bootsplash and progress bar in Debian. http://bulma.net/
　　[3] 輕鬆拿下Bootsplash. http://www.linuxsir.org/bbs/