嵌入式根文件系統(tǒng)的移植和制作詳解

但是它的只讀屬性同時又是它的一大缺陷，使得用戶無法對其內(nèi)容對進(jìn)擴(kuò)充。

Cramfs映像通常是放在Flash中，但是也能放在別的文件系統(tǒng)里，使用loopback 設(shè)備可以把它安裝別的文件系統(tǒng)里。

(4) Romfs

傳統(tǒng)型的Romfs文件系統(tǒng)是一種簡單的、緊湊的、只讀的文件系統(tǒng)，不支持動態(tài)擦寫保存，按順序存放數(shù)據(jù)，因而支持應(yīng)用程序以XIP(eXecute In Place，片內(nèi)運行)方式運行，在系統(tǒng)運行時，節(jié)省RAM空間。uClinux系統(tǒng)通常采用Romfs文件系統(tǒng)。

其他文件系統(tǒng)：fat/fat32也可用于實際嵌入式系統(tǒng)的擴(kuò)展存儲器(例如PDA, Smartphone, 數(shù)碼相機(jī)等的SD卡)，這主要是為了更好的與最流行的Windows桌面操作系統(tǒng)相兼容。ext2也可以作為嵌入式Linux的文件系統(tǒng)，不過將它用于 FLASH閃存會有諸多弊端。

2. 基于RAM的文件系統(tǒng)

(1) Ramdisk

Ramdisk是將一部分固定大小的內(nèi)存當(dāng)作分區(qū)來使用。它并非一個實際的文件系統(tǒng)，而是一種將實際的文件系統(tǒng)裝入內(nèi)存的機(jī)制，并且可以作為根文件系統(tǒng)。將一些經(jīng)常被訪問而又不會更改的文件(如只讀的根文件系統(tǒng))通過Ramdisk放在內(nèi)存中，可以明顯地提高系統(tǒng)的性能。

在Linux的啟動階段，initrd提供了一套機(jī)制，可以將內(nèi)核映像和根文件系統(tǒng)一起載入內(nèi)存。

(2)ramfs/tmpfs

Ramfs是Linus Torvalds開發(fā)的一種基于內(nèi)存的文件系統(tǒng)，工作于虛擬文件系統(tǒng)(VFS)層，不能格式化，可以創(chuàng)建多個，在創(chuàng)建時可以指定其最大能使用的內(nèi)存大小。(實際上，VFS本質(zhì)上可看成一種內(nèi)存文件系統(tǒng)，它統(tǒng)一了文件在內(nèi)核中的表示方式，并對磁盤文件系統(tǒng)進(jìn)行緩沖。)

Ramfs/tmpfs文件系統(tǒng)把所有的文件都放在RAM中，所以讀/寫操作發(fā)生在RAM中，可以用ramfs/tmpfs來存儲一些臨時性或經(jīng)常要修改的數(shù)據(jù)，例如/tmp和/var目錄，這樣既避免了對Flash存儲器的讀寫損耗，也提高了數(shù)據(jù)讀寫速度。

Ramfs/tmpfs相對于傳統(tǒng)的Ramdisk的不同之處主要在于：不能格式化，文件系統(tǒng)大小可隨所含文件內(nèi)容大小變化。

Tmpfs的一個缺點是當(dāng)系統(tǒng)重新引導(dǎo)時會丟失所有數(shù)據(jù)。

3. 網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)NFS (Network File System)

NFS是由Sun開發(fā)并發(fā)展起來的一項在不同機(jī)器、不同操作系統(tǒng)之間通過網(wǎng)絡(luò)共享文件的技術(shù)。在嵌入式Linux系統(tǒng)的開發(fā)調(diào)試階段，可以利用該技術(shù)在主機(jī)上建立基于NFS的根文件系統(tǒng)，掛載到嵌入式設(shè)備，可以很方便地修改根文件系統(tǒng)的內(nèi)容。

以上討論的都是基于存儲設(shè)備的文件系統(tǒng)(memory-based file system)，它們都可用作Linux的根文件系統(tǒng)。實際上，Linux還支持邏輯的或偽文件系統(tǒng)(logical or pseudo file system)，例如procfs(proc文件系統(tǒng))，用于獲取系統(tǒng)信息，以及devfs(設(shè)備文件系統(tǒng))和sysfs，用于維護(hù)設(shè)備文件。

我們要移植的開發(fā)板的存儲設(shè)備為Nandflash，我們可以用應(yīng)用比較廣泛的cramfs文件系統(tǒng)。

二.移植準(zhǔn)備

1.目標(biāo)板

我們還是使用之前移植過程一直使用的開發(fā)板參數(shù)。

2.軟件準(zhǔn)備

(1)Busybox

Busybox被形象的稱為嵌入式linux系統(tǒng)中的瑞士軍刀，可以從這個稱呼中看到busybox是一個集多種功能于一身的東西，它將許多常用的UNIX命令和工具結(jié)合到了一個單獨的可執(zhí)行程序中。雖然與相應(yīng)的GNU工具比較起來,busybox所提供的功能和參數(shù)略少,但在比較小的系統(tǒng)(例如啟動盤)或者嵌入式系統(tǒng)中,已經(jīng)足夠了。

Busybox在設(shè)計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”的方式集中到一個可執(zhí)行文件中,在實際應(yīng)用過程中通過不同的符號鏈接來確定到底要執(zhí)行哪個操作。例如最終生成的可執(zhí)行文件為busybox,當(dāng)為它建立一個符號鏈接ls的時候,就可以通過執(zhí)行這個新命令實現(xiàn)列目錄的功能。采用單一執(zhí)行文件的方式最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操作系統(tǒng)資源都共享了,對于資源比較緊張的系統(tǒng)來說,真是最合適不過了。

在busybox的編譯過程中,可以非常方便地加減它的“插件”,最后的符號鏈接也可以由編譯系統(tǒng)自動生成。

編譯busybox

Busybox的編譯過程與內(nèi)核的編譯過程很接近都是先make menuconfig進(jìn)行配置，然后在make進(jìn)行編譯。

【1】從http://www.busybox.net/downloads/下載busybox工具。這里我們選擇busybox-1.13.4.tar.bz2

【2】解壓busybox-1.13.4.tar.bz2使用命令

tar jxvf busybox-1.13.4.tar.bz2

【3】進(jìn)入busybox目錄，修改Makefile 在164行 CROSS_COMPILE=arm-linux-

【4】Make menuconfig進(jìn)行配置，可以選擇靜態(tài)編譯，如果是動態(tài)編譯的話要拷貝相應(yīng)的庫文件，默認(rèn)配置保存即可。

【5】make all install

這是會在busybox目錄下生成_install文件夾。

(2)文件系統(tǒng)打包工具

【1】從http://prdownloads.sourceforge.net/cramfs/下載cramfs工具。

【2】解壓cramfs-1.1.tar.gz使用命令：tar zxvf cramfs-1.1.tar.gz

【3】進(jìn)入cramfs工具的根目錄執(zhí)行make。

【4】Make后在cramfs工具的根目錄中就會生成一個mkcramfs文件，這個就是我們需要的工具。

三.制作過程

1.建立根文件系統(tǒng)目錄

就是之前busybox生成的_install目錄 cd …/_install

2.創(chuàng)建各種必要的系統(tǒng)文件目錄。

mkdir dev lib tmp proc

3.創(chuàng)建設(shè)備文件。

cd dev

mknod fb0 c 29 0 建立framebuffer設(shè)備文件

mknod ts0 c 13 128 建立觸摸屏設(shè)備文件

mknod console c 5 1

mknod tty0 c 4 0

mknod tty1 c 4 1

mknod tty2 c 4 2

mknod tty3 c 4 3

mknod tty4 c 4 4