嵌入式Linux根文件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

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1、Linux文件系統(tǒng)基本概念

文件系統(tǒng)類型：FAT32、NTFS、EXT2、 EXT3、 JFFS2、 YAFFS2、 NFS?

Linux根文件系統(tǒng)目錄結(jié)構(gòu)：

（1） /bin 目錄

該目錄下存放所有用戶(包括系統(tǒng)管理員和一般用戶)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 目錄

這個(gè)目錄里面存放的是系統(tǒng)相關(guān)的命令,即必須是root用戶才能使用的命令,root用戶能用的命令還被存放/usr/local/sbin和/usr/sbin目錄下。/sbin目錄里面一般存放的是常用的一些基本的系統(tǒng)命令。

（3） /dev 目錄

設(shè)備文件存儲目錄，比如聲卡、磁盤等。這是一個(gè)非常有趣的目錄，是Linux文件系統(tǒng)的一個(gè)閃亮的特性。所有對象都是文件或目錄。仔細(xì)觀察這個(gè)目錄你會發(fā)現(xiàn)hda1, hda2等,?它們代表系統(tǒng)主硬盤的不同分區(qū)。他們都可以讀入和寫出。在 PC 上用命令:ls -l /dev/tty0 /dev/hdc。

（4） /etc 目錄

放置了各種配置文件。比如安裝的apache2后，配置文件會在/etc/apache2目錄下。對于 PC 機(jī)上的 Linux 系統(tǒng)/etc 里的目錄和文件非常多。這些目錄、文件都是可選的,它們依賴于系統(tǒng)中所擁有的應(yīng)用程序,依賴于這些程序是否需要配置文件。保存了用戶對應(yīng)用的一些配置。在嵌入式操作系統(tǒng)中,這些文件與目錄都可以被大大精減。

（5） /lib 目錄

該目錄主要存放系統(tǒng)程序所需要的相關(guān)的共享庫。和Windows下的dll動態(tài)鏈接庫類似。

（6） /proc 目錄

操作系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，進(jìn)程和相關(guān)內(nèi)核信息在這個(gè)目錄下。而在內(nèi)核啟動之前,它是一個(gè)空的目錄,通常作為 proc 文件系統(tǒng)的掛載點(diǎn)。proc文件系統(tǒng)是個(gè)虛擬的文件系統(tǒng)而不是真正的文件系統(tǒng),此目錄極為特殊。既用來被表示操作系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài),也可以通過操作當(dāng)中的某些文件來控制整個(gè)系統(tǒng)。

（7） /tmp 目錄

放置臨時(shí)文件的目錄,通常是空目錄，在用戶執(zhí)行某個(gè)程序的時(shí)候，會產(chǎn)生臨時(shí)文件。一些需要生成臨時(shí)文件的程序要用到/tmp 目錄,所以/tmp 目錄必須存在并可以訪問。

Linux 系統(tǒng)有以下幾種文件類型：

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2、嵌入式Linux根文件系統(tǒng)內(nèi)容設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

根文件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟如下：

（1） 源碼下載：我們選擇的版本是busybox-1.17.3.tar.bz2下載路徑為：?http://busybox.net/downloads/

（2） 解壓源碼：tar?xjvf? busybox-1.17.3.tar.bz2

（3） 進(jìn)入源碼目錄：cd?busybox-1.17.3

（4） 配置源碼：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） 編譯：$ make

（6） 安裝：make? install

（7）切換到安裝目錄：安裝install?? 執(zhí)行cd? _install??

（8） 其他目錄搭建：$ mkdir?dev? etc? mnt?proc? var? tmp?sys

（9） 添加庫：將Linux交叉工具鏈中的庫文件拷貝到_install目錄下

$ cp? /opt/EmbedSky/toolchain/arm-none-linux-gnueabi/libc/lib? ./? -a

刪除_install/lib下的所有目錄、.o文件和.a文件

對系統(tǒng)庫進(jìn)行配置以達(dá)到減小文件系統(tǒng)大小的目的：

$ arm-none-linux-gnueabi-strip? lib/*

（10）重要的啟動文件的添加：

在/etc目錄下新建文件inittab，修改內(nèi)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目錄下新建文件fstab，修改內(nèi)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

通過上面，我們掛載了proc、sysfs和tmpfs文件系統(tǒng)。在內(nèi)核中proc和sysfs幾乎都被支持，但是tmpfs默認(rèn)是沒有被內(nèi)核所支持的，我們手動需要添加tmpfs的支持。因此需要手動修改內(nèi)核中的配置如下：

File systems --->

?????? Pseudofilesystems --->

?????? ?????? [*] Virtual memory file system support(former shm fs)

?????? ?????? [*] Tmpfs POSIX Access Control Lists

重新編譯內(nèi)核???

在etc下創(chuàng)建init.d目錄，并在init.d下創(chuàng)建rcS文件，rcS文件內(nèi)容為：

#!/bin/bash

# This is the first script called byinit process

/bin/mount? -a

echo /sbin/mdev >/proc/sys/kernel/hotplag

mdev -s

為rcS添加可執(zhí)行權(quán)限：$ chmod?? +x?init.d/rcS

在etc下添加profile文件，文件內(nèi)容為：

#!/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） 設(shè)備文件創(chuàng)建

其中一個(gè)設(shè)備節(jié)點(diǎn)是根文件系統(tǒng)所必須的，在/dev下創(chuàng)建console節(jié)點(diǎn)

$ mknod?? dev/console?c? 5? 1

一般來說，制作出來的文件系統(tǒng)大小如果大于8M，則可以刪除一些不需要的庫文件。

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3、構(gòu)建NFS文件系統(tǒng)

（1） 將我們新建的根文件系統(tǒng)拷貝到/source目錄下

$ sudo? cp?_install?? /source/rootfs?? –a

（2） 設(shè)置uboot環(huán)境變量

# 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

重新啟動開發(fā)板，完成根文件系統(tǒng)的制作。

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4、構(gòu)建YAFFS2文件系統(tǒng)

（1） 獲取mkyaffs2image工具的源碼：http://fatplus.googlecode.com/files/yaffs2-source.tar

（2） 編譯 mkyaffs2image 工具

# tar xvf yaffs2-source.tar

# cd yaffs2/utils

# make

#cp mkyaffs2image /usr/local/bin/

（3） 制作根文件系統(tǒng)鏡像

回到 busybox 那個(gè)目錄:

# mkyaffs2image mini_rootfs rootfs.img

(4) 根文件系統(tǒng)鏡像 rootfs.img 下載與燒寫

下面的操作在 u-boot 上進(jìn)行:

?# nand erase 0xaS000000x1400000

?# tftp 0x40000000rootfs.img

?# nand write.yaffs 0x40000000 0xe000000x6aa340 (要把最后一個(gè)數(shù)字改為傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)!)

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