linux下根文件系統(tǒng)的制作

linux實(shí)踐考察

——linux下根文件系統(tǒng)的制作一、課題名稱：

linux下根文件系統(tǒng)生成三、根文件系統(tǒng)

1.根文件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

根文件系統(tǒng)是Linux內(nèi)核啟動后第一個(gè)掛載的文件系統(tǒng)。在根文件系統(tǒng)中存放著內(nèi)核鏡像、各種系統(tǒng)配置文件以及一些其他的重要文件（例如設(shè)備文件、命令程序等）。為了保證通用性，根文件系統(tǒng)的目錄結(jié)構(gòu)需要遵守FHS（文件系統(tǒng)層次標(biāo)準(zhǔn)）標(biāo)準(zhǔn)（FilesystemHierarchyStandard)。FHS標(biāo)準(zhǔn)定義了根文件系統(tǒng)中每個(gè)目錄名稱及其作用的規(guī)則規(guī)范。如下圖所示的是一個(gè)符合FHS標(biāo)準(zhǔn)的根文件系統(tǒng)：下表是一個(gè)根文件系統(tǒng)中所需的主要目錄。2.創(chuàng)建根文件系統(tǒng)：具體的步驟如下所示。step1創(chuàng)建目錄。

step2創(chuàng)建必要的設(shè)備文件。

step3安裝所需的共享庫。

step4安裝init文件、Shell和各種基本命令（可由busybox提供）。

step5創(chuàng)建和編輯配置文件。2.1創(chuàng)建目錄

首先創(chuàng)建一個(gè)新的目錄rootfs，作為整個(gè)根文件系統(tǒng)的根目錄，如：

這里創(chuàng)建了一個(gè)rootfs目錄。當(dāng)根文件系統(tǒng)制作完成后，可以將這個(gè)目錄作為nfs服務(wù)的共享目錄。接著根據(jù)FHS標(biāo)準(zhǔn)依次創(chuàng)建各個(gè)子目錄，如下所示：

這些目錄多數(shù)需要手動創(chuàng)建，其中有一些目錄可在安裝busybox時(shí)自動創(chuàng)建。一般來說，根文件系統(tǒng)內(nèi)的主要目錄和文件都會以root身份創(chuàng)建，因?yàn)閷頀燧d到目標(biāo)機(jī)之后，文件的所有者和權(quán)限都保持不變，而這些文件在目錄機(jī)上都是系統(tǒng)文件，應(yīng)該是root所有的。2.2創(chuàng)建根文件系統(tǒng)中的設(shè)備文件、命令文件

在創(chuàng)建根文件系統(tǒng)中的設(shè)備文件、命令文件時(shí)，最簡單的辦法就是直接復(fù)制桌面Linux系統(tǒng)中的文件。

（1）bin。bin目錄下存放的是命令程序文件。在桌面Linux系統(tǒng)中包含了文件管理、系統(tǒng)管理和設(shè)置、磁盤管理等數(shù)百個(gè)命令文件。具體操作如下所示：上述命令的意思是指，將Linux系統(tǒng)中bin目錄中的ls和date命令文件復(fù)制到rootfs/bin目錄下。（2）dev。dev目錄下存放的是各種設(shè)備文件。

1）控制臺設(shè)備?？刂婆_終端用于顯示各種信息，顯示器是一種最常見的控制臺終端。在linux系統(tǒng)中，控制臺的設(shè)備文件是console?？刂婆_在其他設(shè)備驅(qū)動初始化前就可以使用，因此常用來顯示內(nèi)核的啟動信息。

2）虛擬控制終端。為了滿足多用戶多任務(wù)的需要，可以通過虛擬控制終端來使用控制臺終端。例如tty1、tty2、tty3文件等。

3）串口終端。串口終端是使用串行端口連接的終端設(shè)備。在Linux系統(tǒng)中常用的串口終端設(shè)備文件有ttyS0、ttyS1等。在Linux2.6內(nèi)核中ttyS0文件稱為ttySAC0。

串口終端可以被指定為控制臺終端來使用。例如在內(nèi)核啟動參數(shù)中可以設(shè)置console=ttySAC0,也就是把串口終端設(shè)備ttySAC0作為控制臺設(shè)備使用。

和創(chuàng)建bin目錄下命令文件的方法相同，只需要把桌面Linux系統(tǒng)中dev目錄下的設(shè)備文件復(fù)制到rootfs/dev目錄下就可以了。如下所示：

這里-a參數(shù)用來保留文件的所有屬性，否則cp命令將試圖從設(shè)備文件中讀取內(nèi)容并寫入新文件。在嵌入式系統(tǒng)中，出于某種需要可能不希望動態(tài)創(chuàng)建設(shè)備文件，這時(shí)，所需的設(shè)備文件就要用mknod命令預(yù)先在根文件系統(tǒng)內(nèi)創(chuàng)建，或者將創(chuàng)建設(shè)備文件的命令寫入系統(tǒng)的初始化腳本中。有關(guān)mknod命令的介紹：mknod:創(chuàng)建特殊文件語法mknod[必要參數(shù)][選擇參數(shù)][主設(shè)備號][次設(shè)備號]功能建立一個(gè)目錄項(xiàng)和一個(gè)特殊文件的對應(yīng)索引節(jié)點(diǎn)建立的文件有三種b：塊設(shè)備c：字符設(shè)備p：管道文件執(zhí)行權(quán)限:超級用戶命令屬性:系統(tǒng)設(shè)置參數(shù)必要參數(shù)設(shè)備文件名

選擇參數(shù)

-m為新建立的文件設(shè)定默認(rèn)權(quán)限

--help顯示幫助信息

--version顯示版本信息

（3）lib。lib目錄下存放的是函數(shù)庫文件。在嵌入式linux系統(tǒng)中可以根據(jù)實(shí)際的需要選擇各種庫文件。對于使用動態(tài)編譯方式編譯的C應(yīng)用程序來說，以下兩個(gè)庫文件是必須的。libc:該庫是C應(yīng)用程序必須使用的基本C函數(shù)庫。ld-linux:該庫是動態(tài)鏈接器，提供動態(tài)鏈接函數(shù)庫的功能。直接從交叉編譯器的lib目錄下把以上庫文件復(fù)制到文件系統(tǒng)的lib目錄下，如下所示：一般來說，一個(gè)共享庫會對應(yīng)著一個(gè)包含真正內(nèi)容的文件，同時(shí)有若干個(gè)符號鏈接指向它，這樣做是為了便于管理。在復(fù)制共享庫的時(shí)候盡量保持這一模式，將應(yīng)用程序所需的符號鏈接與包含真正內(nèi)容的共享庫文件一起復(fù)制過去。(4)etc。etc目錄下存放的是Linux系統(tǒng)的配置文件，etc目錄中的配置文件主要任務(wù)是負(fù)責(zé)文件系統(tǒng)的初始化工作。1).在etc/init.d下創(chuàng)建rcS文件具體操作如下所示：2）下面是一個(gè)初始化腳本的例子。2.3使用busybox1.BusyBox介紹

busybox是嵌入式系統(tǒng)中常用的一個(gè)軟件包，它把許多常用的Linux命令都集成到一個(gè)單一的可執(zhí)行程序中，幾乎只需要這一個(gè)可執(zhí)行程序加上Linux內(nèi)核就可以構(gòu)建一個(gè)基本的Linux系統(tǒng)。busybox忽略了許多不常用的功能，因此非常小巧，并且是完全模塊化的，可以很容易地在編譯時(shí)增加或刪除其中包含的命令。2.BusyBox工作原理

BusyBox最初是為DebianGNU/Linux安裝盤編寫的。其目標(biāo)是在一張軟盤上創(chuàng)建一個(gè)可以引導(dǎo)的Linux系統(tǒng)，用來制作安裝盤。一張軟盤的容量大約為1.4MB,所以并沒有多少空間留給Linux內(nèi)核以及文件系統(tǒng)。為此BusyBox提出了合并命令程序文件的思想。通過這個(gè)方法可以把3.5MB大小的命令程序包（也就是bin目錄）壓縮到只有200KB大小。為此，BusyBox獲得了“瑞士軍刀”的美譽(yù)。下面通過一個(gè)實(shí)例來看看BusyBox合并程序文件的基本方法。

例如：test.c其中main函數(shù)的參數(shù)argc用于接收從控制臺傳遞過來的參數(shù)個(gè)數(shù)，參數(shù)argv數(shù)組用于接收從控制臺傳遞過來的具體參數(shù)。

編譯test.c產(chǎn)生test文件，并為test文件分別創(chuàng)建兩個(gè)鏈接文件t1和t2。如下所示：可以看到，通過main函數(shù)的argc和argv參數(shù)可以接收從控制臺傳遞過來的命令信息。

根據(jù)這個(gè)原理，BusyBox把bin目錄下常用命令程序的代碼集成到一個(gè)busybox文件中。使得busybox文件中不會重復(fù)相同功能的代碼。然后BusyBox為busybox文件創(chuàng)建了多個(gè)鏈接文件，每個(gè)鏈接文件表示一個(gè)命令程序（鏈接文件的名稱就是各個(gè)命令程序的名稱）。BusyBox通過鏈接文件把具體命令傳遞給busybox,由busybox完成各個(gè)命令的運(yùn)行任務(wù)。

如下圖所示：此外，BusyBox還直接提供了etc目錄下的主要配置文件，大大減輕了制作根文件系統(tǒng)的工作3.編譯和安裝BusyBox

首先對BusyBox壓縮包解壓縮后進(jìn)入BusyBox的根目錄，然后進(jìn)行功能配置。運(yùn)行命令“makemenuconfig”啟動BusyBox的配置工具，如下圖所示?？梢钥吹?，配置界面中把配置選項(xiàng)分成了BusyBoxSettings和Applets兩大部分。1）BusyBoxSettings(BusyBox設(shè)置）

GeneralConfiguration。該選項(xiàng)是BusyBox的常規(guī)配置選項(xiàng)，一般不需要改動里面的默認(rèn)設(shè)置。

BuildOptions。該選項(xiàng)用于設(shè)置BusyBox的編譯方式。

BuildBusyBoxasastaticbinary。該選項(xiàng)用于選擇是否使用靜態(tài)編譯方式。如果選擇采用靜態(tài)編譯，則生成的busybox命令文件在運(yùn)行時(shí)就不需要額外的函數(shù)庫支持。為了簡單起見，這里建議選擇使用靜態(tài)編譯方式。Buildsharedlibbusybox。該選項(xiàng)用于選擇是否編譯BusyBox動態(tài)庫。

BuildwithLargeFileSupport(foraccessingfiles>2GB)。該選項(xiàng)用于選擇BusyBox是否支持容量大于2GB的文件系統(tǒng)。

CrossCompilerprefix。該選項(xiàng)用于設(shè)置交叉編譯器的前綴。DebuggingOptions。該選項(xiàng)用于設(shè)置BusyBox的調(diào)試方式。

InstallationOptions。該選項(xiàng)用于設(shè)置BusyBox制作的根文件系統(tǒng)的安裝路徑。

BusyBoxLibraryTuning。該選項(xiàng)用于設(shè)置BusyBox庫的一些調(diào)整配置。編譯BusyBox

輸入命令“make”對BusyBox的源代碼進(jìn)行編譯。編譯完成后會在BusyBox的根目錄下生成一個(gè)可執(zhí)行文件busybox,如下所示：測試BusyBox能否正常運(yùn)行：

把ls作為busybox的參數(shù)，讓busybox執(zhí)行l(wèi)s的功能。從結(jié)果看出，busybox執(zhí)行了ls的功能列出了當(dāng)前目錄下的文件。接著運(yùn)行命令“makeinstall”進(jìn)行安裝。安裝完畢后會在BusyBox的根目錄下生成一個(gè)_install目錄。在_install目錄下有bin、sbin和usr目錄以及一個(gè)linuxrc鏈接文件。bin和sbin目錄中全是指向BusyBox命令文件的鏈接文件。如下所示。其中，symboliclink是符號鏈接的意思。linuxrc也是一個(gè)指向busybox命令文件的鏈接文件，如下所示：linuxrc是BusyBox提供的init程序，和/sbin/init程序的作用是相同的。如果要使用linuxrc程序，只需要在內(nèi)核的啟動命令參數(shù)中通過“init=linuxrc”進(jìn)行設(shè)定。

一般情況下，BusyBox提供的配置文件能夠滿足大多數(shù)應(yīng)用環(huán)境的需要。所以可以直接把_install目錄以及/examples/bootfloppy/etc目錄下所有的文件（包括各個(gè)子目錄）