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TQ210 —— 嵌入式Linux根文件系统的设计与实现

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发表于 2018-3-30 09:48:20 | 显示全部楼层 |阅读模式
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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="[$USER@$HOSTNAME\W]\# "

    PATH=/bin:/sbin:/usr/bin:/usr/sbin

    LD_LIBRARY_PATH=/lib:/usr/libLD_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::eth0ffinit=/linuxrc

    setenv bootargs console=ttySAC0 root=/dev/mtdblock3rootfstype=yaffs2 rw init=/linuxrc

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