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本篇内容介绍了“linux下如何制作rootfs”的有关知识,在实际案例的操作过程中,不少人都会遇到这样的困境,接下来就让小编带领大家学习一下如何处理这些情况吧!希望大家仔细阅读,能够学有所成!
理论上说一个嵌入式设备如果内核能够运行起来,且不需要运行用户进程的话,是不需要文件系统的,文件系统简单的说就是一种目录结构,由于 linux操作系统的设备在系统中是以文件的形式存在,将这些文件进行分类管理以及提供和内核交互的接口,就形成一定的目录结构也就是文件系统,文件系统是为用户反映系统的一种形式,为用户提供一个检测控制系统的接口。
根文件系统,我认为根文件系统就是一种特殊的文件系统,那么根文件系统和普通的文件系统有什么区别呢?
由于根文件系统是内核启动时挂在的第一个文件系统,那么根文件系统就要包括Linux启动时所必须的目录和关键性的文件;
例如Linux启动时都需要有init目录下的相关文件,在 Linux挂载分区时Linux一定会找/etc/fstab这个挂载文件等,根文件系统中还包括了许多的应用程序bin目录等,任何包括这些Linux 系统启动所必须的文件都可以成为根文件系统。
Linux支持多种文件系统,包括ext2、ext3、vfat、ntfs、iso9660、jffs、yaffs、romfs和nfs等,为了对各类文件系统进行统一管理,Linux引入了虚拟文件系统VFS(Virtual File System),为各类文件系统提供一个统一的操作界面和应用编程接口。
Linux启动时,第一个必须挂载的是根文件系统;若系统不能从指定设备上挂载根文件系统,则系统会出错而退出启动。之后可以自动或手动挂载其他的文件系统。因此,一个系统中可以同时存在不同的文件系统。
不同的文件系统类型有不同的特点,因而根据存储设备的硬件特性、系统需求等有不同的应用场合。在嵌入式Linux应用中,主要的存储设备为 RAM(DRAM, SDRAM)和ROM(常采用FLASH存储器),常用的基于存储设备的文件系统类型包括:jffs2, yaffs, cramfs, romfs,ramdisk, ramfs/tmpfs等。
•它的速度快,效率高,其只读的特点有利于保护文件系统免受破坏,提高了系统的可靠性。由于以上特性,Cramfs在嵌入式系统中应用广泛。
但是它的只读属性同时又是它的一大缺陷,使得用户无法对其内容对进行扩充。Cramfs映像通常是放在Flash中。
•Jffs2: 日志闪存文件系统版本2 (Journalling Flash FileSystem v2)
•主要用于NOR型闪存,基于MTD驱动层,特点是:可读写的、支持数据压缩的、基于哈希表的日志型文件系统,并提供了崩溃/掉电安全保护,提供“写平衡”支持等。
•缺点主要是当文件系统已满或接近满时,因为垃圾收集的关系而使jffs2的运行速度大大放慢。jffs不适合用于NAND闪存主要是因为NAND闪存的容量一般较大,这样导致jffs为维护日志节点所占用的内存空间迅速增大,另外,jffs 文件系统在挂载时需要扫描整个FLASH的内容,以找出所有的日志节点,建立文件结构,对于大容量的NAND闪存会耗费大量时间。
•yaffs/yaffs2是专为嵌入式系统使用NAND型闪存而设计的一种日志型文件系统。与jffs2相比,它减少了一些功能(例如不支持数据压缩),所以速度更快,挂载时间很短,对内存的占用较小。另外,它还是跨平台的文件系统,除了Linux和eCos,还支持WinCE, pSOS和ThreadX等。yaffs/yaffs2自带NAND芯片的驱动,并且为嵌入式系统提供了直接访问文件系统的API,用户可以不使用Linux中的MTD与 VFS,直接对文件系统操作。当然,yaffs也可与MTD驱动程序配合使用。
•yaffs与yaffs2的主要区别在于,前者仅支持小页(512 Bytes) NAND闪存,后者则可支持大页(2KB) NAND闪存。同时,yaffs2在内存空间占用、垃圾回收速度、读/写速度等方面均有大幅提升。
NFS是由Sun开发并发展起来的一项在不同机器、不同操作系统之间通过网络共享文件的技术。
在嵌入式Linux系统的开发调试阶段,可以利用该技术在主机上建立基于NFS的根文件系统,挂载到嵌入式设备,可以很方便地修改根文件系统的内容。
所采用的工具:mkfs.cramfs,mkfs.jffs2,mkfs.yaffs
http://sourceforge.net/projects/cramfs/ http://sourceforge.net/projects/jffs2os/ http://sourceforge.net/projects/yaffs/
bin :基本的可执行文件
opt :添加的软件包
boot :启动时需要的一些文件
proc :内核及进程信息的虚拟文件系统
dev : 设备文件
root:root用户目录
etc: 系统配置文件
sbin:系统管理的程序
home : 用户目录
tmp : 临时文件
lib : 库文件
usr : 应用程序
mnt : 挂载文件系统的挂载点
var : 存放系统日志或一些服务程序的临时文件
根文件系统中的每一个顶级目录都有特定的用途和目的 ,但并不是所有的目录在嵌入式环境下都需要,我们只创建需要的一些目录:
/bin /sbin /etc /proc /tmp /var /dev /mnt
Linux根文件系统至少应包括以下几项内容。
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基本的文件系统结构,包含一些必需的目录比如:/dev,/proc,/bin,/etc,/lib,/usr,/tmp等。
基本程序运行所需的库函数,如glibc。
基本的系统配置文件,比如rc.sysinit,inittab等脚本文件。
必要的设备文件支持:/dev/hd*,/dev/tty*,/dev/fd0。
基本的应用程序,如sh,ls,cp,mv等。
把全局配置文件放入/etc目录下。
将设备文件信息放入/dev目录下,设备名可以作为符号链接定位在/dev中或/dev子目录中的其他设备存在。
操作系统核心定位在/或/boot,若操作系统核心不是作为文件系统的一个文件存在,不应用它。
库存放的目录是/lib。
存放系统编译后的可执行文件、命令的目录是/bin,/sbin,/usr。
需要预先安装好交叉编译器 ,一口君安装版本是:arm-none-linux-gnueabi-gcc 默认在ubuntu中安装目录是:
/home/peng/toolchain/gcc-4.6.4/
开发板下载内核镜像和设备树需要借助tftp服务器,配置信息如下:
peng@ubuntu:~$ cat /etc/default/tftpd-hpa # /etc/default/tftpd-hpa TFTP_USERNAME="tftp" TFTP_DIRECTORY="/tftpboot" TFTP_ADDRESS="0.0.0.0:69" TFTP_OPTIONS="--secure"
服务器根目录是**/tftpboot**
内核启动后挂载文件系统需要通过nfs服务器,nfs服务器设置如下:
peng@ubuntu:~$ cat /etc/exports # /etc/exports: the access control list for filesystems which may be exported # to NFS clients. See exports(5). # # Example for NFSv2 and NFSv3: # /srv/homes hostname1(rw,sync,no_subtree_check) hostname2(ro,sync,no_subtree_check) # # Example for NFSv4: # /srv/nfs4 gss/krb5i(rw,sync,fsid=0,crossmnt,no_subtree_check) # /srv/nfs4/homes gss/krb5i(rw,sync,no_subtree_check) # /source/rootfs *(rw,sync,no_subtree_check)
我们选择的版本是busybox-1.22.1.tar.bz2下载路径为:
http://busybox.net/downloads/
$ tar xvf busybox-1.22.1.tar.bz2
$ cd busybox-1.22.1
选择制作静态库,并设置交互编译工具链的前缀arm-none-linux-gnueabi-如果是其他工具链,按照例子填写即可。
$ make menuconfig Busybox Settings ---> Build Options ---> [*] Build BusyBox as a static binary (no shared libs) [ ] Force NOMMU build [ ] Build with Large File Support (for accessing files > 2 GB) (arm-none-linux-gnueabi-) Cross Compiler prefix () Additional CFLAGS
$ make
busybox默认安装路径为源码目录下的_install
$ make install
默认创建以下4个文件或者文件夹
$ cd _install $ ls bin linuxrc sbin usr
$ mkdir dev etc mnt proc var tmp sys root
我们安装的交叉工具链中有我们所需要的可以在开发板上使用的库, 将其拷贝到_install目录下即可:
$ cp /home/linux/toolchain/gcc-4.6.4/arm-arm1176jzfssf-linux-gnueabi/lib/ . -a
修改文件权限并删除静态库和共享库文件中的符号表
$chmod +w lib $chmod +w lib/* $ rm lib/*.a $ arm-none-linux-gnueabi-strip lib/*
删除不需要的库,确保所有库大小不超过8M
$ du -mh lib/
在etc下添加文件inittab,文件内容如下:
#this is run first except when booting in single-user mode. ::sysinit:/etc/init.d/rcS # /bin/sh invocations on selected ttys # start an "askfirst" shell on the console (whatever that may be) ::askfirst:-/bin/sh # stuff to do when restarting the init process ::restart:/sbin/init # stuff to do before rebooting ::ctrlaltdel:/sbin/reboot
在etc下添加文件fstab,文件内容如下:
#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
【注意】这里我们挂载的文件系统有三个proc、sysfs和tmpfs。在内核中proc和sysfs默认都支持,而tmpfs是没有支持的,我们需要确保内核有tmpfs的支持。
修改内核配置:
$ make menuconfig File systems ---> Pseudo filesystems ---> [*] 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/sh # This is the first script called by init process /bin/mount -a 挂载fstab制定的所有文件系统 echo /sbin/mdev > /proc/sys/kernel/hotplug /sbin/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/lib:$LD_LIBRARY_PATH export PATH LD_LIBRARY_PATH mknod dev/console c 5 1 该文件节点是必须的
重要:新制作的文件系统尺寸若超出8M,删除不需要的库文件,比如c++库等。
制作完毕的根文件系统可以让开发板启动后通过nfs挂载到ubuntu中,
1.删除原先的/source/rootfs
$ sudo rm -rf /source/rootfs
2.将我们新建的根文件系统拷贝到/source/rootfs目录下
$sudo mkdir /source/rootfs $ sudo cp _install/* /source/rootfs –a
3.设置uboot环境变量
# setenv serverip 192.168.9.120 # setenv ipaddr 192.168.9.233 # setenv bootcmd tftp 41000000 uImage\;tftp 42000000 exynos4412-fs4412.dtb\;bootm 41000000 – 42000000 #setenv bootargs root=/dev/nfs nfsroot=192.168.9.120:/source/rootfs rw console=ttySAC2,115200 init=/linuxrc ip=192.168.9.233 # saveenv
重新启动开发板,查看是否能够正常挂载,功能是否正常
通过NFS测试以后,就可以制作ramdisk文件系统了,具体如下:
$ cd ~ dd if=/dev/zero of=ramdisk bs=1k count=8192 (ramdsik为8M) If: input file Of: output file
$ mkfs.ext2 -F ramdisk
$ sudo mkdir /mnt/initrd
注意这里的ramdisk不能存放在rootfs目录中
$ sudo mount -t ext2 ramdisk /mnt/initrd
$ sudo cp /source/rootfs/* /mnt/initrd –a
如果拷贝遇到错误,需要再次删除不需要的库,比如c++库
$ sudo umount /mnt/initrd
$ gzip --best -c ramdisk > ramdisk.gz
$ mkimage -n "ramdisk" -A arm -O linux -T ramdisk -C gzip -d ramdisk.gz ramdisk.img $ cp ramdisk.img /tftpboot
制作完 initrd.img.gz后,需要配置内核支持RAMDISK作为启动文件系统
make menuconfig File systems ---> <*> Second extended fs support Device Drivers SCSI device support ---> <*> SCSI disk support Block devices ---> <*>RAM block device support (16)Default number of RAM disks (8192) Default RAM disk size (kbytes) (修改为8M) General setup ---> [*] Initial RAM filesystem and RAM disk (initramfs/initrd) support
重新编译内核,复制到/tftpboot
# setenv bootcmd tftp 41000000 uImage\;tftp 42000000 exynos4412-fs4412.dtb\;tftp 43000000 ramdisk.img\;bootm 41000000 43000000 42000000 # saveenv
重新启动开发板查看能否正常启动
【注意】 因为各个开发板命令会有所差异,uboot命令的设置要厂家出厂的手册操作。
“linux下如何制作rootfs”的内容就介绍到这里了,感谢大家的阅读。如果想了解更多行业相关的知识可以关注亿速云网站,小编将为大家输出更多高质量的实用文章!
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