Linux嵌入式文件系統(tǒng)如何構(gòu)建

　　Linux支持多種文件系統(tǒng)，同樣，嵌入式Linux也支持多種文件系統(tǒng)。雖然在嵌入式系統(tǒng)中，由于資源受限的原因，它的文件系統(tǒng)和PC上的Linux的文件系統(tǒng)有較大的區(qū)別，但是，它們的總體架構(gòu)是一樣的，都是采用目錄樹的結(jié)構(gòu)。在嵌入式系統(tǒng)中常見的文件系統(tǒng)有cramfs、romfs、jffs、yaffs等，這里就以制作cramfs文件系統(tǒng)為例進(jìn)行講解。cramfs文件系統(tǒng)是一種經(jīng)過壓縮的、極為簡(jiǎn)單的只讀文件系統(tǒng)，因此非常適合嵌入式系統(tǒng)。要注意的是，不同的文件系統(tǒng)都有相應(yīng)的制作工具，但是其主要的原理和制作方法是類似的。

　　在嵌入式Linux中，busybox是構(gòu)造文件系統(tǒng)常用的軟件工具包，它被非常形象地稱為嵌入式Linux系統(tǒng)中的“瑞士軍刀”，因?yàn)樗鼘⒃S多常用的Linux命令和工具結(jié)合到了一個(gè)單獨(dú)的可執(zhí)行程序（busybox）中。雖然與相應(yīng)的GNU工具比較，busybox所提供的功能和參數(shù)略少，但在比較小的系統(tǒng)（如啟動(dòng)盤）或者嵌入式系統(tǒng)中已經(jīng)足夠了。

　　busybox在設(shè)計(jì)上就充分考慮了硬件資源受限的特殊工作環(huán)境。它采用一種很巧妙的辦法減少自己的體積：所有的命令都通過“插件”的方式集中到一個(gè)可執(zhí)行文件中，在實(shí)際應(yīng)用過程中通過不同的符號(hào)鏈接來確定到底要執(zhí)行哪個(gè)操作。例如，終生成的可執(zhí)行文件為busybox，當(dāng)為它建立一個(gè)符號(hào)鏈接ls時(shí)，就可以通過執(zhí)行這個(gè)新命令實(shí)現(xiàn)列出目錄的功能。采用單一執(zhí)行文件的方式大限度地共享了程序代碼，甚至連文件頭、內(nèi)存中的程序控制塊等其他系統(tǒng)資源都共享了，對(duì)于資源比較緊張的系統(tǒng)來說，真是合適不過了。在busybox的編譯過程中，可以非常方便地加減它的“插件”，后的符號(hào)鏈接也可以由編譯系統(tǒng)自動(dòng)生成。

　　下面用busybox構(gòu)建FS2410開發(fā)板的cramfs文件系統(tǒng)。

　?。?）從busybox網(wǎng)站下載busybox源碼（本實(shí)例采用busybox-1.00）并解壓，接下來，根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行busybox的配置。

　　$ tar jxvf busybox-1.00.tar.bz2

　　$ cd busybox-1.00

　　$ make defconfig /* 首先進(jìn)行默認(rèn)配置 */

　　$ make menuconfig

　　此時(shí)，需要設(shè)置與平臺(tái)相關(guān)的交叉編譯選項(xiàng)，操作步驟為：先選中“Build Options”項(xiàng)的“Do you want to build BusyBox with a Cross Complier？”選項(xiàng)，然后將“Cross Compiler prefix”設(shè)置為“/usr/local/arm/3.3.2/bin/arm-linux-”（這是在實(shí)驗(yàn)主機(jī)中的交叉編譯器的安裝路徑），如圖1.7所示。

　　圖1.7 busybox配置畫面

　　（2）編譯并安裝busybox。

　　$ make

　　$ make install PREFIX=/home/david/fs2410/cramfs

　　其中，PREFIX用于指定安裝目錄，如果不設(shè)置該選項(xiàng)，則默認(rèn)在當(dāng)前目錄下創(chuàng)建_install目錄。創(chuàng)建的安裝目錄的內(nèi)容如下：

　　$ ls

　　bin linuxrc sbin usr

　?。?）由此可知，使用busybox軟件包所創(chuàng)建的文件系統(tǒng)還缺少很多東西。

　?。?）通過創(chuàng)建系統(tǒng)所需的目錄和文件來完善文件系統(tǒng)的內(nèi)容。

　　$ mkdir mnt root var tmp proc boot etc lib

　　$ mkdir /var/{lock，log，mail，run，spool}

　?。?）將所需的交叉編譯鏈接庫復(fù)制到lib目錄中，這些庫文件位于/usr/local/arm/3.3.2/lib下。在復(fù)制時(shí)應(yīng)該注意采用打包后解包的方式，以保證符號(hào)鏈接的正確性和完整性。刪除所有目錄和靜態(tài)庫文件，并使用arm-linux-strip工具剝除庫文件中的調(diào)試段信息，從而減少庫的體積。

　?。?）創(chuàng)建一些重要文件。inittab是Linux啟動(dòng)之后第一個(gè)被訪問的腳本文件。

　　# This is run first except when booting

　?。海簊ysinit:/etc/init.d/rcS

　　# Start an “askfirst” shell on the console

　　#：：askfirst：-/bin/bash

　?。海篴skfirst:/bin/bash

　　# Stuff to do when restarting the init process

　?。海簉estart:/sbin/init

　　#：：once:/sbin/raja.sh

　　#：：respawn:/sbin/iom

　　：：once:/usr/etc/rc.local

　　# Stuff to do before rebooting

　?。海篶trlaltdel:/sbin/reboot

　?。海簊hutdown:/bin/umount -a -r

　　建立init.d目錄，進(jìn)入init.d目錄，建立rcS文件，文件內(nèi)容如下：

　　#！/bin/sh

　　# This is the first script called by init process

　　/bin/mount -a

　　exec /usr/etc/rc.local

　　建立/etc/profile文件：

　　# /etc/profile

　　PATH=/bin:/sbin:/usr/bin:/usr/sbin

　　LD_LIBRARY_PATH=/lib:/usr/lib：$LD_LIBRARY_PATH

　　export PATH LD_LIBRARY_PATH

　　其中，profile用于設(shè)置shell的環(huán)境變量，shell啟動(dòng)時(shí)會(huì)讀取/etc/profile文件來設(shè)置環(huán)境變量。以下是/etc/rc.local文件：

　　#！/bin/sh

　　#add user specified script

　　cd /dev

　　ln -s /dev/fb/0 fb0

　　ln -s vc/0 tty0

　　ln -s vc/1 tty1

　　ln -s vc/2 tty2

　　mknod –m 660 mtd0 c 90 0

　　mknod –m 660 mtd1 c 90 2

　　mknod –m 660 mtd2 c 90 4

　　mknod –m 660 mtdblock0 b 31 0

　　mknod –m 660 mtdblock1 b 31 1

　　mknod –m 660 mtdblock2 b 31 2

　　fstab文件定義了文件系統(tǒng)的各個(gè)“掛接點(diǎn)”，需要與實(shí)際的系統(tǒng)相配合。

　　none /proc proc defaults 0 0

　　tmpfs /dev/shm tmpfs defaults 0 0

　　后要?jiǎng)?chuàng)建用戶和用戶組文件等其他文件，以上用busybox構(gòu)造了文件系統(tǒng)的內(nèi)容。

　　下面創(chuàng)建cramfs文件系統(tǒng)映像文件，制作cramfs映像文件需要用到的工具是mkcramfs。此時(shí)可以采用兩種方法，一種方法是使用我們所構(gòu)建的文件系統(tǒng)（在目錄“/home/david/fs2410/cramfs”中），另一種方法是在已經(jīng)做好的cramfs映像文件的基礎(chǔ)上進(jìn)行適當(dāng)?shù)母膭?dòng)。下面的示例使用第二種方法，因?yàn)檫@個(gè)方法包含了第一種方法的所有步驟（假設(shè)已經(jīng)做好的映像文件名為“fs2410.cramfs”）。

　　首先用mount命令將映像文件掛載到一個(gè)目錄下，打開該目錄并查看其內(nèi)容。

　　$ mkdir cramfs

　　$ mount fs2410.cramgs cramfs –o loop

　　$ ls cramfs

　　bin dev etc home lib linuxrc proc Qtopia ramdisk sbin testshell tmp

　　usr var

　　因?yàn)閏ramfs文件系統(tǒng)是只讀的，所以不能在這個(gè)掛載目錄下直接進(jìn)行修改，因此需要將文件系統(tǒng)中的內(nèi)容復(fù)制到另一個(gè)目錄中，具體操作如下所示：

　　$ mkdir backup_cramfs

　　$ tar cvf backup.cramfs.tar cramfs/

　　$ mv backup.cramfs.tar backup_cramfs/

　　$ umount cramfs

　　$ cd backup_cramfs

　　$ tar xvf backup.cramfs.tar

　　$ rm backup.cramfs.tar

　　此時(shí)就像用busybox所構(gòu)建的文件系統(tǒng)一樣，可以在backup_cramfs的cramfs子目錄中任意進(jìn)行修改。例如，可以添加用戶自己的程序：

　　$ cp ~/hello backup_cramfs/cramfs/

　　在用戶的修改工作結(jié)束之后，用下面的命令可以創(chuàng)建cramfs映像文件：

　　$ mkcramfs backup_cramfs/cramfs/ new.cramfs

　　接下來，就可以將新創(chuàng)建的new.cramfs映像文件燒入到開發(fā)板的相應(yīng)位置了。