Linux根文件制作

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文件系统是包括在一个磁盘（包括光盘、软盘、闪盘及其它存储设备）或分区的目录结构；一个可应用的磁盘设备可以包含一个或多个文件系统；如果您想进入一个文件系统，首先您要做的是挂载（mount）文件系统；为了挂载（mount）文件系统，您必须指定一个挂载点。

注：对于我们应用开发来说，购买开发板的时候，厂家会提供好现成的根文件系统和 BootLoader 等，如果需要，我们可以改变其中的命令而无需从头开始制作一个新的根文件系统。不过这儿的制作过程可以让我们更深一点理解 Linux 的文件系统。

* Linux 中，rootfs 是必不可少的。PC 上主要实现有 ramdisk 和直接挂载 HD（Harddisk，硬盘）上的根文件系统；嵌入式中一般不从 HD 启动，而是从 Flash 启动，最简单的方法是将 rootfs load 到 RAM 的 RAMDisk，稍复杂的就是直接从 Flash 读取的 Cramfs，更复杂的是在 Flash 上分区，并构建 JFFS2 等文件系统。

* RAMDisk 将制作好的 rootfs 压缩后写入 Flash，启动的时候由 Bootloader load 到 RAM，解压缩，然后挂载到 /。这种方法操作简单，但是在 RAM 中的文件系统不是压缩的，因此需要占用许多嵌入式系统中稀有资源 RAM。

ramdisk 就是用内存空间来模拟出硬盘分区,ramdisk 通常使用磁盘文件系统的压缩存放在 flash 中, 在系统初始化时, 解压缩到 SDRAM 并挂载根文件系统, 在 linux 系统中,ramdisk 有二种, 一种就是可以格式化并加载, 在 linux 内核 2.0/2.2 就已经支持, 其不足之处是大小固定; 另一种是 2.4 的内核才支持, 通过,ramfs 来实现, 他不能被格式化, 但用起来方便, 其大小随所需要的空间增加或减少, 是目前 linux 常用的 ramdisk 技 术。

* initrd 是 RAMDisk 的格式，kernel 2.4 之前都是 image-initrd，Kernel 2.5 引入了 cpio-initrd，大大简化了 Linux 的启动过程，附合 Linux 的基本哲学：Keep it simple, stupid(KISS). 不过 cpio-initrd 作为新的格式，还没有经过广泛测试，嵌入式 Linux 中主要采用的还是 image-initrd。

* Cramfs 是 Linus 写的很简单的文件系统，有很好的压缩绿，也可以直接从 Flash 上运行，不须 load 到 RAM 中，因此节约了 RAM。但是 Cramfs 是只读的，对于需要运行时修改的目录（如：/etc, /var, /tmp）多有不便，因此，一般将这些目录做成 ramfs 等可写的 fs。

* SquashFS 是对 Cramfs 的增强。突破了 Cramfs 的一些限制，在 Flash 和 RAM 的使用量方面也具有优势。不过，据开发者介绍，在性能上可能不如 Cramfs。这也是一种新方法，在嵌入式系统采用之前，需要经过更多的测试。

RAMDisk 的制作方法如下：
(1) 在 PC 机的 Linux 操作系统环境下，生成可以虚拟成块设备的文件，假设文件名为 init.img。

$ dd if=/dev/zero of=init.img bs=4096 count=1024

其中 bs*count 为块设备大小（单位：字节），生成 init.img 文件以后，还必须对该文件进行格式化。

$ mke2fs –m0 –F init.img

(2) 新建一个文件夹 ram，并将 init.img 挂接到 ram 目录。

$ mkdir ram
$ mount init.img ram/ -o loop

这时，读写 ram 目录，等效于读写 init.img 文件。用户可以将根文系统所需的文件写入到 ram 目录中。往 ram 目录写完文件以后，还需要使用 umount ram 命令卸载 init.img，才能将已写入的文件保存到 init.img 中。

（3）添加完毕，需要 umount ram

CramFS(Compressed Rom File System) 是 Linux Torvalds 在 Transmeta 任职时，所参与开发的文件系统。它是针对 Linux 内核 2.4 之后的版本所设计的一种新型只读文件系统，采用了 zlib 压缩，压缩比一般可以达到 1：2，但仍可以作到高效的随机读取，Linux 系统中，通常把不需要经常修改的目录压缩存放，并在系统引导的时候再将压缩文件 解开。因为 Cramfs 不会影响系统的读取文件的速度，而且是一个高度压缩的文件系统。因此非常广泛应用于嵌入式系统中。

在嵌入式的 环境之下，内存和外存资源都需要节约使用。如果使用 RAMDISK 方式来使用文件系统，那么在系统运行之后，首先要把 Flash 上的映像文件解压缩到内存 中，构造起 RAMDISK 环境，才可以开始运行程序。但是它也有很致命的弱点。在正常情况下，同样的代码不仅在 Flash 中占据了空间 (以压缩后的形式存 在)，而且还在内存中占用了更大的空间 (以解压缩之后的形式存在)，这违背了嵌入式环境下尽量节省资源的要求。

使用 CramFS 文件 系统就是一种解决这个问题的方式。CramFS 是一个压缩格式的文件系统，它并不需要一次性地将文件系统中的所有内容都解压缩到内存之中，而只是在系统需 要访问某个位置的数据的时候，马上计算出该数据在 CramFS 中的位置，将它实时地解压缩到内存之中，然后通过对内存的访问来获取文件系统中需要读取的数 据。CramFS 中的解压缩以及解压缩之后的内存中数据存放位置都是由 CramFS 文件系统本身进行维护的，用户并不需要了解具体的实现过程，因此这种方 式增强了透明度，对开发人员来说，既方便，又节省了存储空间。

但是 Cramfs 也有其缺点：延迟、小于 16MB、不支持写，只支持 PAGE_CREATE_SIZE=4096 的内核。

制作的命令：（root 文件夹中存放着文件系统）

#mkcramfs root cramfs.img

 制作 yaffs 文件系统：mkyaffsimage myroots myroots.img
制作 squashfs：mksquashfs $(FS_DIR) $(FS_NAME) -noappend -be -lzma -no-fragments –noI

建立目标板空根目录文件夹及根目录下的文件夹：

[root@190 friendly-arm]# mkdir myroots
[root@190 friendly-arm]#pwd
/friendly-arm/myroots
[root@190 friendly-arm]#cd myroots
[root@190 myroots]# mkdir bin sbin usr lib dev mnt opt root etc home proc tmp var
[root@190 myroots]# mkdir etc/init.d

进入 etc/init.d 目录下，建立一个脚本文件，并命名为 rcS，用 gedit 打开，添加如下内容：

#! /bin/sh
PATH=/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/usr/local/bin:
runlevel=S
prevlevel=N
umask 022
export PATH runlevel prevlevel
#
# Trap CTRL-C &c only in this shell so we can interrupt subprocesses.
#
trap ":" INT QUIT TSTP

创建 dev 中的节点
如果使用“linux 2.6.xx”的内核，应该事先创建节点“console”、“null”。否则在系统启动时内容会提示以下错误：

Warning: unable to open an initial console.
Kernel panic - not syncing: Attempted to kill init!

创建节点的命令如下：

# mknod dev/console c 5 1
# mknod dev/null c 1 3 移植 Busybox：

进入到压缩文件存放的目录下，并解压。然后进入解压后的 busybox 目录文件夹，随后配置 busybox。

[root@190 busybox-1.2.0]# make menuconfig

由于每个版本的配置选项组织有所不同。不管怎样，我们注意以下选项就行了：

1) Support for devfs
2) Build BusyBox as a static binary (no shared libs) // 将 busybox 编译成静态链接
3) Do you want to build busybox with a Cross Compile?
(/usr/local/arm/3.3.2/bin/arm-linux-) Cross Compile prefix // 指定交叉编译器
4) init
5) Support reading an inittab file // 支持 init 读取 /etc/inittab 配置文件
6) (X) ash 选中 ash // 建立的 rcS 脚本才能执行
7）ash
8）cp cat ls mkdir mv // 可执行命令工具的选择，自己看着办吧，需要用到的就选上
9) mount
10) umount
11) Support loopback mounts
12) Support for the old /etc/mtab file
13) insmod
14) Support version 2.2.x to 2.4.x Linux kernels
15) Support version 2.6.x Linux kernels
16) vi
17)don’t use user

以上内容必须选上，其他可按默认值；如果要支持其他功能，如网络支持等，可按需选择，英语不是很烂的话，这些都没有问题。
配置好之后，保存退出。然后对其编译和安装到刚才建立的根文件系统目录下：

[root@190 busybox-1.2.0] make TARGET_ARCH=arm CROSS=arm-linux- \ PREFIX=/friendly-arm/myroots/ all install

安装好之后，将相应的二进制文件拷贝到根文件系统相应的目录下：
拷贝一些管理员控制程序到 /sbin 目录下，最重要的就是要包含一个 init 命令；
拷贝应用程序运行时所需要的库到 /lib，库文件可以从 PC 机上的交叉编译工具安装目录下拷贝，如 libc-2.2.2.so、libcryt-2.2.2.so、libm-2.2.2.so、libutil-2.2.2.so 等，为部分相应库建立快捷方式，提供一些应用程序按快 捷方式名称调用。值得注意的是 C 库要采用 C 库的版本 glibc, glibc 位于 /lib/libc.so.6

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