现在位置:首页 >> 嵌入式操作系统 >> LINUX
ARM Linux根文件系统(Root Filesystem)的制作
作者:intq 时间:2010/1/4 文章来源:来自网络

关于根文件系统的制作,网络上有很多文章,大多数都只讲到建几个目录,然后用Busybox做个Shell,有很多关键的东西没有说。经过很长时间的摸爬滚打,我终于能够白手起家建立一个根文件系统了。其实我也不懂得原理,只是告诉大家我的作法,其中也不免有错误,欢迎大家指正。
 
首先介绍根文件系统的组成:目录、Shell、库、脚本,一个个来。
 
目录

根文件系统要包含这些必须有的目录:/dev、/bin、/usr、/sbin、/lib、/etc、/proc、/sys
 
/dev是devfs(设备文件系统)或者udev的挂在点所在。在使用devfs的内核里如果没有/dev,根本见不到Shell启动的信息,因为内核找不到/dev/console;在使用udev的系统里,也事先需要在/dev下建立console和null这两个节点。关于devfs和udev的区别,网上很多文章说。当然如果你的内核已经不支持devfs了(2.6.12以后),可以使用纯纯的静态节点。也就是用mknod人工生成。
 
/bin、/usr/bin、/usr/sbin、/sbin是编译Busybox这个Shell时候就有的,用于存放二进制可执行文件,就不多解释了。
 
/lib用于存放动态链接库。网上很多文章都说静态编译Busybox,可以省去建库的麻烦过程。这样做只能让Busybox启动,我们自己写的,或者是编译的软件包还是需要动态库的。除非全部静态编译,你可以试试,一个Hello world就要几百k。关于库的内容后面仔细说。
 
/etc是用来存放初始化脚本和其他配置文件的。关于初始化脚本的内容后面仔细说。
 
/proc是用来挂载存放系统信息虚拟文件系统——“proc文件系统”,“proc文件系统”在内核里面可以选。如果没有“proc文件系统”,很多Shell自己的命令就没有办法运行,比如ifconfig。“proc文件系统”不像devfs可以自动挂载,它需要使用初始化脚本挂载。另外,udev也需要“proc文件系统”的支持。
 
/sys用于挂载“sysfs文件系统”,“sysfs文件系统”在内核里面可以选。目前我认为它就是给udev提供支持的,呵呵。“sysfs文件系统”也需要使用初始化脚本挂载。
 
另外还可以有/tmp、/mnt、/swp、/var这样的不是嵌入式系统必须的目录,在说完Shell的制作之后,我再谈建立目录的事情。
Shell

Shell很简单,就是Busybox,上网下载一个来:http://www.busybox.net/downloads/。说Busybox和arm-linux-gcc有兼容性问题,不过我觉得那是比较低版本的时代问题了,我用Busybox 1.8.2和arm-linux-gcc 3.4.1/3.3.2都可以。解压缩以后找到Makefile里面的ARCH和CROSS_COMPILE,改成:
ARCH  ?= arm
CROSS_COMPILE ?= /usr/local/arm/3.4.1/bin/arm-linux-
当然CROSS_COMPILE由你自己的编译器位置决定,然后
# make menuconfig
# make
# make install
注意配置的时候把一些uCLinux Only的东西去掉,不然会错;配置的时候还可以修改安装位置,默认是在Busybox下的“_install”。
之后就可以在Busybox生成的Shell基础上建立根文件系统了,我就用命令来说吧,Busybox在/home/lxz/busybox,根文件系统在/home/lxz/rootfs
# mkdir /home/lxz/rootfs
# cd /home/lxz/busybox/_install
# cp -r ./ /home/lxz/rootfs
# cd /home/lxz/rootfs
# mkdir dev
# mkdir etc
# mkdir lib
# mkdir proc
# mkdir sys
# mkdir tmp
如果不用devfs,下面的命令是必须的。必须以root用户执行(用su命令可以切换为root,切换后用exit命令可以返回普通用户):
# cd /home/lxz/rootfs/dev
# mknod -m 660 console c 5 1
# mknod -m 660 null c 1 3
如果不使用devfs没有这两个静态节点,console的提示根本就看不到,出现的现象可能是内核提示Free init memory: XXK之后,Warning: Unable to find a initial console之类的,具体的单词记得不是很准确。我没有试过使用udev的时候没有这两个静态节点的情况,反正放了也不影响把/dev挂载为tmpfs。
如果使用udev,还需要把udevd、udevstart、udevadmin这三个文件放到/sbin里面(我使用udev-117,网上介绍较多的udev-100有9个文件要放)。

库可是一件非常麻烦的事请。我建议初学者拷贝买的开发板里面带的文件系统的库,如果开发板的文件系统是映像,只需要把映像挂载在某个目录下就可以访问,假设映像叫做rootfs.cramfs,可以这样
# mkdir /home/lxz/evb_rootfs
(切换为root用户)
# mount -o loop rootfs.cramfs /home/lxz/evb_rootfs
(可以切换为普通用户)
# cd /home/lxz/evb_rootfs/lib
# cp -r ./ /home/lxz/rootfs/lib
一般开发板里都会带有很多库,但是总体积却比较大。可以删掉一些不用的库来减小体积,但是,呵呵,我也不知道那些库具体含有什么函数,什么情况删什么;也许以后我会把这部分补上。如果觉得库体积太大,也可以自己编译glibc或者uclibc,但是这是非常繁琐的事请——目前我认为库应该和编译器arm-linux-gcc一起制作。有个傻瓜式的方案是使用cross-tool,下载地址:http://www.kegel.com/crosstool/。虽然cross-tool是用来制作交叉编译器的,但是其过程中生成的glibc却可以作为副产品为我们所用。cross-tool的使用可以看我之前的这篇文章http://xianzilu.spaces.live.com/blog/cns!4201FDC93932DDAF!274.entry。在成功制作了交叉编译器之后,就可以从cross-tool的目录里把glibc取出来,假设cross-tool的路径是/home/lxz/cross-tool,编译出的编译器叫做arm-linux-gnu-gcc,gcc版本3.4.5,glibc版本2.3.6,想要把glibc库拷贝到/home/lxz/glibc,下面的操作还是用命令来说明。
# cd /home/lxz/cross-tool/build/arm-linux-gnu-gcc/gcc-3.4.5-glibc-2.3.6/build-glibc
# ../glibc-2.3.6/configure --prefix=/home/lxz/glibc
# make install
等候安装结束
# cd /home/lxz/glibc
# cp -r lib /home/lxz/rootfs
这样就把glibc的大部队拷贝好了,但是这样还缺两个库,我们继续
# cd /home/lxz/cross-tool/build/arm-linux-gnu-gcc/gcc-3.4.5-glibc-2.3.6/build-gcc/gcc
# cp libgcc_s.so* /home/lxz/rootfs/lib
还缺少一个libtermcap库,这个就稍微有些麻烦。libtermcap-2.0.8-35-armv4l源码包的下载地址是http://www.netwinder.org/mirror/pub/netwinder/SRPMS/nw/9/libtermcap-2.0.8-35.src.rpm,你也可以在这里http://www.netwinder.org/allsrpms.html找到其他版本的。假设libtermcap-2.0.8-35.src.rpm下载到了/home/lxz/libtermcap,下面继续用命令说明。
# cd /home/lxz/libtermcap
# rpm2cpio libtermcap-2.0.8-35.src.rpm | cpio -ivd
# tar xvjf termcap-2.0.8.tar.bz2
接下来要打13个补丁,很汗啊,请一定按照下面的顺序来打补丁
# patch -p0 -i termcap-2.0.8-shared.patch
# patch -p0 -i termcap-2.0.8-setuid.patch
# patch -p0 -i termcap-2.0.8-instnoroot.patch
# patch -p0 -i termcap-2.0.8-compat21.patch
# patch -p0 -i termcap-2.0.8-xref.patch
# patch -p0 -i termcap-2.0.8-fix-tc.patch
# patch -p0 -i termcap-2.0.8-ignore-p.patch
# patch -p0 -i termcap-buffer.patch
# patch -p0 -i termcap-2.0.8-bufsize.patch
# patch -p0 -i termcap-2.0.8-colon.patch
# patch -p0 -i libtermcap-aaargh.patch
# patch -p0 -i termcap-2.0.8-glibc22.patch
# patch -p0 -i libtermcap-2.0.8-ia64.patch
然后到/home/lxz/libtermcap/termcap-2.0.8里,找到Makefile,修改其中的CC和AR,
CC = /usr/local/arm/3.4.1/bin/arm-linux-gcc
AR = /usr/local/arm/3.4.1/bin/arm-linux-ar
当然,你的编译器在哪里就改成相应的内容。如果嫌麻烦,可以从本站资料页面下载我已经打好补丁,修改好Makefile的包,地址http://cosine.oicp.net/project/common/termcap-2.0.8.tar.bz2。需要注意的是,这个包里CC = arm-linux-gcc、AR = arm-linux-ar,请设置好缺省路径。然后就可以编译了:
# cd /home/lxz/libtermcap/termcap-2.0.8
# make
# ln -s libtermcap.so.2.0.8 libtermcap.so.2
# cp libtermcap.so* /home/lxz/rootfs/lib
这样,Shell启动所需要的基本库就都备齐了。但是,这些库里面还含有调试信息,体积稍大,可以把这些信息去掉(当然不去掉也没有什么影响)。
# cd /home/lxz/rootfs/lib
# arm-linux-strip *.so*
至此,库就制作好了。
脚本

有了以上的东西,Shell还是不能正常工作。可能会是内核提示Free init memory: XXK之后就什么输出也没有了,这时候向终端敲入文字,可以显示;就是没有终端提示符,不理会输入的命令。这是因为初始化脚本没有启动Shell。下面介绍这些脚本。
首先是/etc/inittab。内核启动、根文件系统挂载之后所必须的一个文件,其中列举了Shell和整个系统初始化、关闭所需的命令。如果你想让Shell出现,那么只需要加入这么一行“::askfirst:/bin/ash”。当然如果在编译Busybox的时候选择的shell不是“ash”,而是hush、lash、msh之类,那就改成相应的东西。除了启动Shell,inittab还干了很多事情,我就用我的inittab来说明了。注意,在编译Busybox的时候要选上touch、syslogd、klogd等命令。
# Startup the system
null::sysinit:/bin/mount -o remount,rw /
null::sysinit:/bin/mount -t proc proc /proc
null::sysinit:/bin/mount -a
null::sysinit:/bin/hostname -F /etc/hostname
# Now run any rc scripts
::sysinit:/etc/init.d/rcS
# Now invoke shell
::askfirst:/bin/ash
# Logging junk
null::sysinit:/bin/touch /var/log/messages
null::respawn:/sbin/syslogd -n -m 0
null::respawn:/sbin/klogd -n
# Stuff to do for the 3-finger salute
::ctrlaltdel:/sbin/reboot
# Stuff to do before rebooting
null::shutdown:/usr/bin/killall klogd
null::shutdown:/usr/bin/killall syslogd
null::shutdown:/bin/umount -a -r
null::shutdown:/sbin/swapoff -a
好,把上面这些储存为inittab,启动系统。应该出现两个提示,没有/etc/fstab和/etc/init.d/rcS。目前我的理解/etc/fstab是用来执行mount -a命令的,里面是文件系统的挂载表。还是用我的fstab来说明。
# <file system> <mount pt>     <type>   <options>                <dump> <pass>
/dev/root       /              ext2     rw,noauto                0      1
proc            /proc          proc     defaults   &nb


上一篇:BusyBox 简化嵌入式 Linux[返回列表]下一篇: Linux 下串口编程入门