基於Bootsplash嵌入式Linux啟動畫面定製

在基於linux的嵌入式模擬平台開發中，終端的美觀和可定製是一個重要的問題。開機時滾動在螢幕上的字串和單調的penguin表徵圖，使嵌入式裝置仍然脫離不了pc的痕迹，linux控制台上單調的“白紙黑字”型表現方式可謂大煞風景。改造linux控制台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通過對核心打補丁來改變linux framebuffer控制台對圖形顯示的支援。通過使用者空間程式來定製啟動logo、設定控制台背景和顯隱啟動時的字元資訊，甚至可以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、使用者空間設定等方面的具體工作。

　　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網站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
　　選上如下的幾個參數：
　　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
　　再把產生的核心拷貝到/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檔案，播放動畫；fbtruetype顯示truetype字型；fbresolution檢查解析度。後面提到的指令碼，只是以不同參數來讀取設定檔，調用上面的這幾個程式。

　　2 開機LOGO的定製

　　2.1 設定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，它需要一個設定檔來指明使用哪個圖片、要不要隱藏文本資訊的輸出等。可以看出“theme”就是splash工具需要的設定檔、圖片和其他所需要的檔案的集合。有很多已經準備好的theme可供挑選，我們也可以定製theme。為了方便起見，我們下載theme-Linux.tar.bz2並以它為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
   
　　讀者朋友可以看看該目錄下的bootsplash-1024x768.cfg來觀察設定檔的格式。這個簡單的檔案包含的選項不多，事實上它只是清楚地表明應該顯示哪幅圖片、控制台顯示文本的顏色和背景色以及文本資訊輸出的位置地區。另外，不要忘了它還可以分別指定verbose和silent模式下顯示檔案的位置。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外包指令碼的更多設定）。基於這個設定檔，你可以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區呢。當然不用擔心initrd的製作，splash小工具能輕鬆搞定。Splash小工具能根據基於你選擇的設定檔（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
　　產生的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 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的解析度和色彩深度來選擇。
　　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式progress（它是和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。不帶任何參數運行progress，我們可以看到該程式的選擇性參數列表，我們感興趣的幾個參數是：

　　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。這是一個16進位數，於web頁上表示顏色的一致。
　　舉例說明之：
　　progress 0 0 512 384 FFFFFF
　　將會在螢幕左上方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終端上運行，不要在Konsole 或xterm window上看效果。
　　搞清楚progress的用法後，我們來看怎麼把它與系統啟動聯絡起來。通過分析Debian的啟動代碼，我們可以看出：它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代碼，注意這個指令碼一次調用各個rulevel下的指令碼。我們在其中加入畫四邊形的代碼，加入的代碼用加黑表示：

<CCID_NOBR>

<CCID_CODE>　　# 初始設定變數j 　　# j 為進度條的寬度　　j=20　　for i in /etc/rcS.d/S??*　　do　　[ ! &#8722;f "$i" ] &continue　　# 進度條開始　　#　　# 保證進度條寬度不超出範圍　　if ((j <616))　　then　　# 此時調用progress程式，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 $j 21 FCD123　　let j=j+15　　fi　　# 結束進度條繪製　　case "$i" in　　*.sh)　　(　　trap &#8722; INT QUIT TSTP　　set start　　. $i　　)　　;　　;　　*)　　#遍曆sh 檔案後, 啟動子進程　　$i start 　　;;　　esac　　done

上面的代碼畫出了四邊形的第一部分，我們需要接著畫與/etc/init.d/rc相關的第二部分。為了平滑地接著第一部分畫，我們需要知道第一部分四邊形畫到什麼位置結束的。

<CCID_NOBR>

<CCID_CODE>#　　danger_var=395　　j=danger_var　　for i in /etc/rc$runlevel.d/S*　　do　　[ ! &#8722;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$runlevel.d/S[0&#8722;9][0&#8722;9]}　　stop=/etc/rc$runlevel.d/K[0&#8722;9][0&#8722;9]$suffix　　previous_start=/etc/rc$previous.d/S[0&#8722;9][0&#8722;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&#8722;start the service.　　#　　[ &#8722;f $previous_start ] &[ ! &#8722;f $stop ] &continue　　fi　　#繼續進度條繪製　　#保證進度條寬度不超出範圍　　if ((j <616))　　then　　/usr/local/bin/progress 204 666 $j 21 FCD123　　let j=j+15　　fi　　#結束進度條繪製　　case "$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是什麼呢？前面說過為了平滑地接著第一部分畫，我們需要知道第一部分四邊形畫到什麼位置結束的。這個位置就用danger_var來記錄。問題又來了，怎麼將第一個指令碼裡的變數傳到第二個指令碼？可以在第一個指令碼/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，在第二個指令檔rc中尋找字串“danger_var=…”並把它修改為 “danger_var=結束時的j值”，把修改後的檔案另存新檔/tmp/boots，然後重新命名為/etc/init.d/rc並改變執行許可權。
   
　　如果選用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，可以享受美麗的開機進度條了。

　　4 結論
　　
　　通過開源項目bootsplash提供的核心補丁和各種使用者空間工具，可以實現對FrameBuffer下的控制台美化和定製。這對於嵌入式模擬環境平台的開發有著重要的意義，使得嵌入式模擬環境平台從一定程度上減少PC的痕迹，成為個人化和高度可定製的平台。

　　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/
 

原文連結: http://linux.ccidnet.com/art/302/20070807/1170067_1.html