摘　要：在基于linux的嵌入式仿真平臺開發(fā)中，利用開源工具bootsplash可以定制啟動logo、設(shè)定控制臺背景和顯隱啟動時的字符信息，甚至可以支持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，涉及內(nèi)核補丁、用戶空間設(shè)置等方面的具體工作。

　　關(guān)鍵字：嵌入式； 啟動；仿真環(huán)境
   
　　在基于linux的嵌入式仿真平臺開發(fā)中，終端的美觀和可定制是一個重要的問題。開機時滾動在屏幕上的字符串和單調(diào)的penguin圖標(biāo)，使嵌入式設(shè)備仍然脫離不了pc的痕跡，linux控制臺上單調(diào)的“白紙黑字”型表現(xiàn)方式可謂大煞風(fēng)景。改造linux控制臺使之美觀可定制地展示開機信息和logo成為基于嵌入式linux應(yīng)用的一項重要工作。
   
　　開源項目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通過對內(nèi)核打補丁來改變linux framebuffer控制臺對圖形顯示的支持。通過用戶空間程序來定制啟動logo、設(shè)定控制臺背景和顯隱啟動時的字符信息，甚至可以支持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，涉及內(nèi)核補丁、用戶空間設(shè)置等方面的具體工作。

　　1 內(nèi)核補丁和控制工具

　　1.1 支持bootsplash的內(nèi)核補丁
  
　　針對不同的內(nèi)核版本，bootsplash站點上給出了相應(yīng)的內(nèi)核補丁。我們所使用的內(nèi)核版本為2.4.23，下載并給內(nèi)核打上補丁：

　　cd /usr/src/linux
　　make mrproper
　　patch -Np1 -i ../bootsplash-3.0.7-2.4.23.diff
　　重新編譯內(nèi)核：
　　make menuconfig
　　選上如下的幾個參數(shù)：
　　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
　　然后編譯內(nèi)核：
　　make dep && make bzImage
　　再把生成的內(nèi)核拷貝到/boot下:
　　cp arch/i386/boot/bzImage /boot/linux-bootsplash
　　這樣我們得到的新內(nèi)核bzImage就是支持bootsplash的內(nèi)核了，剩下的工作就是對bootsplash的定制了。　　

　　1.2 安裝用戶空間程序
   
　　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/

　　這樣完成了對用戶空間工具的安裝，其實bootsplash分別利用如下的四個程序：splash程序是將需要在framebuffer下顯示的圖片資源制作成啟動ram盤的工具；fbmngplay讀mng文件，播放動畫；fbtruetype顯示truetype字體；fbresolution檢查分辨率。后面提到的腳本，只是以不同參數(shù)來讀取配置文件，調(diào)用上面的這幾個程序。

　　2 開機LOGO的定制

　　2.1 設(shè)置splash屏幕的主題
   
　　前面安裝好的splash用戶空間程序中有一個程序splash，它需要一個配置文件來指明使用哪個圖片、要不要隱藏文本信息的輸出等。可以看出“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。有很多已經(jīng)準(zhǔn)備好的theme可供挑選，我們也可以定制theme。為了方便起見，我們下載theme-Linux.tar.bz2并以它為theme。
   
　　建立目錄/etc/bootsplash/themes，解壓Theme- Linux.tar.bz2到這個目錄下，現(xiàn)在的目錄結(jié)構(gòu)應(yīng)該是：
/etc/bootsplash/themes/Linux
   
　　讀者朋友可以看看該目錄下的bootsplash-1024x768.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，事實上它只是清楚地表明應(yīng)該顯示哪幅圖片、控制臺顯示文本的顏色和背景色以及文本信息輸出的位置區(qū)域。另外，不要忘了它還可以分別指定verbose和silent模式下顯示文件的位置。Silent模式禁止顯示啟動信息，代之以一個可選的進度條（這需要關(guān)于A外包腳本的更多設(shè)置）。基于這個配置文件，你可以自己修改以顯示自己喜歡的圖片和采用自己喜歡的模式。

　　2.2 利用splash小工具安裝splash主題到initrd
   
　　在系統(tǒng)啟動的早期階段，內(nèi)核還不能讀寫硬盤。這個階段要顯示圖片，那么圖片放在什么地方那？答案是把圖片寫到ramdisk里，這樣在啟動的時候才能讀到，因為這時候還沒有加載分區(qū)呢。當(dāng)然不用擔(dān)心initrd的制作，splash小工具能輕松搞定。Splash小工具能根據(jù)基于你選擇的配置文件（theme）來自動產(chǎn)生一個initrd。所要做的就是執(zhí)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就是一個新的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"
　　來看看這幾行的意義：
　　vga=791: boot splash 將在1024x768 分辨率和65000 色 (16 位色)下顯示。Framebuffer的設(shè)定要根據(jù)我們所使用的theme的分辨率和顏色深度來選擇。
　　splash=silent: 在silent模式下顯示boot splash. 如果你希望用vebose模式，只需刪除此行即可。Verbose模式是缺省模式。
　　initrd=/boot/initrd.splash: 這行將initrd.splash調(diào)入啟動ram盤（圖片存于其中）。
　　更新LILO或GRUB后，就可以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序progress（它是和splash程序一起拷到/sbin目錄下的）。progress能夠在framebuffer 設(shè)備（默認(rèn)情況下是/dev/fb0）上畫四邊形。不帶任何參數(shù)運行progress，我們可以看到該程序的可選參數(shù)列表，我們感興趣的幾個參數(shù)是：

　　x: 四邊形起始點的x坐標(biāo)
　　y: 四邊形起始點的y坐標(biāo)
　　dx: 四邊形的寬度
　　dy: 四邊形的高度
　　color: 四邊形的顏色。這是一個16進制數(shù)，于web頁上表示顏色的一致。
　　舉例說明之：
　　progress 0 0 512 384 FFFFFF
　　將會在屏幕左上角畫一個白色的四邊形，這個四邊形占據(jù)四分之一屏幕。
　　progress 256 192 521 384 FCD192
　　將會在屏幕正中間位置畫一個黃色的四邊形。
　　看這些例子的效果應(yīng)該在tty終端上運行，不要在Konsole 或xterm window上看效果。
　　搞清楚progress的用法后，我們來看怎么把它與系統(tǒng)啟動聯(lián)系起來。通過分析Debian的啟動代碼，我們可以看出：它的啟動腳本在每次啟動完一個服務(wù)程序（xfs, cron, samba 或其他服務(wù)程序）后使用progress程序來在指定位置畫指定大小的四邊形。在Debian中啟動腳本有兩個：先執(zhí)行/etc/init.d/rcS然后執(zhí)行 /etc/init.d/rc。下面研究一下/etc/init.d/rcS代碼，注意這個腳本一次調(diào)用各個rulevel下的腳本。我們在其中加入畫四邊形的代碼，加入的代碼用加黑表示：

　　# 初始化變量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
　　#
　　# 保證進度條寬度不超出范圍
　　if ((j <616))
　　then
　　# 此時調(diào)用progress程序，畫比前一次寬一個單位
 　　#（15個像素）的進度條
　　# x y dx dy color
　　/usr/local/bin/progress 204 667 $j 21 FCD123
　　let j=j+15
　　fi
　　# 結(jié)束進度條繪制
　　case "$i" in
　　*.sh)

　　(
　　trap − INT QUIT TSTP
　　set start
　　. $i
　　)
　　;

　　;
　　*)
　　#遍歷sh 文件后, 啟動子進程
　　$i start
 　　;;
　　esac
　　done

　　上面的代碼畫出了四邊形的部分，我們需要接著畫與/etc/init.d/rc相關(guān)的第二部分。為了平滑地接著部分畫，我們需要知道部分四邊形畫到什么位置結(jié)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
　　#繼續(xù)進度條繪制
　　#保證進度條寬度不超出范圍
　　if ((j <616))
　　then
　　/usr/local/bin/progress 204 666 $j 21 FCD123
　　let j=j+15
　　fi
　　#結(jié)束進度條繪制
　　case "$runlevel" in
　　0|6)
　　startup $i stop
　　;;
　　*)
　　startup $i start
　　;;
　　esac
　　done

　　這段代碼以同樣的方式接著畫四邊形進度條。但是danger_var是什么呢？前面說過為了平滑地接著部分畫，我們需要知道部分四邊形畫到什么位置結(jié)束的。這個位置就用danger_var來記錄。問題又來了，怎么將個腳本里的變量傳到第二個腳本？可以在個腳本/etc/init.d/rcS的末尾加上如下的代碼：
   
　　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
   
　　上面的代碼很清楚，獲得j的值，在第二個腳本文件rc中尋找字符串“danger_var=…”并把它修改為 “danger_var=結(jié)束時的j值”，把修改后的文件另存為/tmp/boots，然后重命名為/etc/init.d/rc并改變執(zhí)行權(quán)限。
   
　　如果選用danger_var作為變量名來傳遞位置值，那么注意在其他啟動腳本中不能出現(xiàn)名字沖突。
   
　　現(xiàn)在，重啟計算機，可以享受美麗的開機進度條了。

　　4 結(jié)論
　　
　　通過開源項目bootsplash提供的內(nèi)核補丁和各種用戶空間工具，可以實現(xiàn)對FrameBuffer下的控制臺美化和定制。這對于嵌入式仿真環(huán)境平臺的開發(fā)有著重要的意義，使得嵌入式仿真環(huán)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制的平臺。

　　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] 輕松拿下Bootsplash. http://www.linuxsir.org/bbs/