嵌入式Linux根文件系统的设计与实现
1、Linux文件系统基本概念
文件系统类型:FAT32、NTFS、EXT2、 EXT3、 JFFS2、 YAFFS2、 NFS
Linux根文件系统目录结构:
(1) /bin 目录
该目录下存放所有用户(包括系统管理员和一般用户)都可以使用的基本的命令,里面基本的命令如下: ls、 cd、 mkdir、 rm、 kill、 ps、 cp、 mv、 cat等。
(2) /sbin 目录
这个目录里面存放的是系统相关的命令,即必须是root用户才能使用的命令,root用户能用的命令还被存放/usr/local/sbin和/usr/sbin目录下。/sbin目录里面一般存放的是常用的一些基本的系统命令。
(3) /dev 目录
设备文件存储目录,比如声卡、磁盘等。这是一个非常有趣的目录,是Linux文件系统的一个闪亮的特性。所有对象都是文件或目录。仔细观察这个目录你会发现hda1, hda2等, 它们代表系统主硬盘的不同分区。他们都可以读入和写出。在 PC 上用命令:ls -l /dev/tty0 /dev/hdc。
(4) /etc 目录
放置了各种配置文件。比如安装的apache2后,配置文件会在/etc/apache2目录下。对于 PC 机上的 Linux 系统/etc 里的目录和文件非常多。这些目录、文件都是可选的,它们依赖于系统中所拥有的应用程序,依赖于这些程序是否需要配置文件。保存了用户对应用的一些配置。在嵌入式操作系统中,这些文件与目录都可以被大大精减。
(5) /lib 目录
该目录主要存放系统程序所需要的相关的共享库。和Windows下的dll动态链接库类似。
(6) /proc 目录
操作系统运行时,进程和相关内核信息在这个目录下。而在内核启动之前,它是一个空的目录,通常作为 proc 文件系统的挂载点。proc文件系统是个虚拟的文件系统而不是真正的文件系统,此目录极为特殊。既用来被表示操作系统的运行状态,也可以通过操作当中的某些文件来控制整个系统。
(7) /tmp 目录
放置临时文件的目录,通常是空目录,在用户执行某个程序的时候,会产生临时文件。一些需要生成临时文件的程序要用到/tmp 目录,所以/tmp 目录必须存在并可以访问。
Linux 系统有以下几种文件类型:
<1> 普通文件:这是最常见的文件类型。
<2> 目录文件:目录也是一种文件。
<3> 字符设备文件:用来访问字符设备。
<4> 块设备文件:用来访问块设备。
<5> FIFO:用于进程间的通信,也称为命名管道。
<6> 套接口:用于进程间的网络通信。
<7> 链接文件:它指向另一个文件,有软链接和硬链接
2、嵌入式Linux根文件系统内容设计与实现
根文件系统的设计步骤如下:
(1)
源码下载:我们选择的版本是busybox-1.17.3.tar.bz2下载路径为:
http://busybox.net/downloads/
(2) 解压源码:tar xjvf busybox-1.17.3.tar.bz2
(3) 进入源码目录:cd busybox-1.17.3
(4) 配置源码:makemenuconfig
Busybox Settings --->
Build Options--->
[*] Build BusyBox as a static binary (noshared libs)
[ ] Force NOMMU build
[ ] Build with Large File Support (foraccessing files > 2 GB)
(arm-none-linux-gnueabi
-) Cross Compiler prefix
() Additional CFLAGS
(5) 编译:$ make
(6) 安装:make install
(7)切换到安装目录:安装install 执行cd _install
(8) 其他目录搭建:$ mkdir dev etc mnt proc var tmp sys
(9) 添加库:将Linux交叉工具链中的库文件拷贝到_install目录下
$ cp /opt/EmbedSky/toolchain/arm-none-linux-gnueabi/libc/lib ./ -a
删除_install/lib下的所有目录、.o文件和.a文件
对系统库进行配置以达到减小文件系统大小的目的:
$ arm-none-linux-gnueabi-strip lib/*
(10)重要的启动文件的添加:
在/etc目录下新建文件inittab,修改内容如下:
#this is run first except whenbooting in single-user mode.
:: sysinit:/etc/init.d/rcS
# /bin/sh invocations on selectedttys
# start an "askfirst" shellon the console (whatever that may be)
::askfirst:-/bin/sh
# stuff to do when restarting theinit process
::restart:/sbin/init
# stuff to do before rebooting
::ctrlaltdel:/sbin/reboot
在/etc目录下新建文件fstab,修改内容如下:
#device mount-point type options dump fsck order
proc /proc proc defaults 0 0
tmpfs /tmp tmpfs defaults 0 0
sysfs /sys sysfs defaults 0 0
tmpfs /dev tmpfs defaults 0 0
通过上面,我们挂载了proc、sysfs和tmpfs文件系统。在内核中proc和sysfs几乎都被支持,但是tmpfs默认是没有被内核所支持的,我们手动需要添加tmpfs的支持。因此需要手动修改内核中的配置如下:
File systems --->
Pseudofilesystems --->
[*] Virtual memory file system support(former shm fs)
[*] Tmpfs POSIX Access Control Lists
重新编译内核
在etc下创建init.d目录,并在init.d下创建rcS文件,rcS文件内容为:
#!/bin/bash
# This is the first script called byinit process
/bin/mount -a
echo /sbin/mdev >/proc/sys/kernel/hotplag
mdev -s
为rcS添加可执行权限:$ chmod +x init.d/rcS
在etc下添加profile文件,文件内容为:
#!/bin/sh
export HOSTNAME=farsight
export USER=root
export HOME=root
export PS1="[$USER@$HOSTNAMEW]# "
PATH=/bin:/sbin:/usr/bin:/usr/sbin
LD_LIBRARY_PATH=/lib:/usr/lib:$LD_LIBRARY_PATH
export PATH LD_LIBRARY_PATH
(11) 设备文件创建
其中一个设备节点是根文件系统所必须的,在/dev下创建console节点
$ mknod dev/console c 5 1
一般来说,制作出来的文件系统大小如果大于8M,则可以删除一些不需要的库文件。
3、构建NFS文件系统
(1) 将我们新建的根文件系统拷贝到/source目录下
$ sudo cp _install /source/rootfs –a
(2) 设置uboot环境变量
# setenv bootcmd tftp 20008000 uImage; go 20008000
# setenv bootargs root=nfs nfsroot=192.168.1.100:/source/rootfs init=/linuxrc console=ttySAC0,115200 ip=192.168.1.200
# saveenv
重新启动开发板,完成根文件系统的制作。
4、构建YAFFS2文件系统
(1) 获取mkyaffs2image工具的源码:http://fatplus.googlecode.com/files/yaffs2-source.tar
(2) 编译 mkyaffs2image 工具
# tar xvf yaffs2-source.tar
# cd yaffs2/utils
# make
#cp mkyaffs2image /usr/local/bin/
(3) 制作根文件系统镜像
回到 busybox 那个目录:
# mkyaffs2image mini_rootfs rootfs.img
(4) 根文件系统镜像 rootfs.img 下载与烧写
下面的操作在 u-boot 上进行:
# nand erase 0xaS000000x1400000
# tftp 0x40000000rootfs.img
# nand write.yaffs 0x40000000 0xe000000x6aa340 (要把最后一个数字改为传输的字节数!)
setenv bootargs console=ttySAC0 root=/dev/nfs rwnfsroot=192.168.0.238:/work/rootfs/rootfs ip=192.168.0.11:192.168.0.1::255.255.255.0::eth0:offinit=/linuxrc
setenv bootargs console=ttySAC0 root=/dev/mtdblock3rootfstype=yaffs2 rw init=/linuxrc