Linux嵌入式文件系统如何构建

　　Linux支持多种文件系统，同样，嵌入式Linux也支持多种文件系统。虽然在嵌入式系统中，由于资源受限的原因，它的文件系统和PC上的Linux的文件系统有较大的区别，但是，它们的总体架构是一样的，都是采用目录树的结构。在嵌入式系统中常见的文件系统有cramfs、romfs、jffs、yaffs等，这里就以制作cramfs文件系统为例进行讲解。cramfs文件系统是一种经过压缩的、极为简单的只读文件系统，因此非常适合嵌入式系统。要注意的是，不同的文件系统都有相应的制作工具，但是其主要的原理和制作方法是类似的。

　　在嵌入式Linux中，busybox是构造文件系统常用的软件工具包，它被非常形象地称为嵌入式Linux系统中的“瑞士军刀”，因为它将许多常用的Linux命令和工具结合到了一个单独的可执行程序（busybox）中。虽然与相应的GNU工具比较，busybox所提供的功能和参数略少，但在比较小的系统（如启动盘）或者嵌入式系统中已经足够了。

　　busybox在设计上就充分考虑了硬件资源受限的特殊工作环境。它采用一种很巧妙的办法减少自己的体积：所有的命令都通过“插件”的方式集中到一个可执行文件中，在实际应用过程中通过不同的符号链接来确定到底要执行哪个操作。例如，终生成的可执行文件为busybox，当为它建立一个符号链接ls时，就可以通过执行这个新命令实现列出目录的功能。采用单一执行文件的方式大限度地共享了程序代码，甚至连文件头、内存中的程序控制块等其他系统资源都共享了，对于资源比较紧张的系统来说，真是合适不过了。在busybox的编译过程中，可以非常方便地加减它的“插件”，后的符号链接也可以由编译系统自动生成。

　　下面用busybox构建FS2410开发板的cramfs文件系统。

　　（1）从busybox网站下载busybox源码（本实例采用busybox-1.00）并解压，接下来，根据实际需要进行busybox的配置。

　　$ tar jxvf busybox-1.00.tar.bz2

　　$ cd busybox-1.00

　　$ make defconfig /* 首先进行默认配置 */

　　$ make menuconfig

　　此时，需要设置与平台相关的交叉编译选项，操作步骤为：先选中“Build Options”项的“Do you want to build BusyBox with a Cross Complier？”选项，然后将“Cross Compiler prefix”设置为“/usr/local/arm/3.3.2/bin/arm-linux-”（这是在实验主机中的交叉编译器的安装路径），如图1.7所示。

　　

　　图1.7 busybox配置画面

　　（2）编译并安装busybox。

　　$ make

　　$ make install PREFIX=/home/david/fs2410/cramfs

　　其中，PREFIX用于指定安装目录，如果不设置该选项，则默认在当前目录下创建_install目录。创建的安装目录的内容如下：

　　$ ls

　　bin linuxrc sbin usr

　　（3）由此可知，使用busybox软件包所创建的文件系统还缺少很多东西。

　　（4）通过创建系统所需的目录和文件来完善文件系统的内容。

　　$ mkdir mnt root var tmp proc boot etc lib

　　$ mkdir /var/{lock，log，mail，run，spool}

　　（5）将所需的交叉编译链接库复制到lib目录中，这些库文件位于/usr/local/arm/3.3.2/lib下。在复制时应该注意采用打包后解包的方式，以保证符号链接的正确性和完整性。删除所有目录和静态库文件，并使用arm-linux-strip工具剥除库文件中的调试段信息，从而减少库的体积。

　　（6）创建一些重要文件。inittab是Linux启动之后第一个被访问的脚本文件。

　　# This is run first except when booting

　　：：sysinit:/etc/init.d/rcS

　　# Start an “askfirst” shell on the console

　　#：：askfirst：-/bin/bash

　　：：askfirst:/bin/bash

　　# Stuff to do when restarting the init process

　　：：restart:/sbin/init

　　#：：once:/sbin/raja.sh

　　#：：respawn:/sbin/iom

　　：：once:/usr/etc/rc.local

　　# Stuff to do before rebooting

　　：：ctrlaltdel:/sbin/reboot

　　：：shutdown:/bin/umount -a -r

　　建立init.d目录，进入init.d目录，建立rcS文件，文件内容如下：

　　#！/bin/sh

　　# This is the first script called by init process

　　/bin/mount -a

　　exec /usr/etc/rc.local

　　建立/etc/profile文件：

　　# /etc/profile

　　PATH=/bin:/sbin:/usr/bin:/usr/sbin

　　LD_LIBRARY_PATH=/lib:/usr/lib：$LD_LIBRARY_PATH

　　export PATH LD_LIBRARY_PATH

　　其中，profile用于设置shell的环境变量，shell启动时会读取/etc/profile文件来设置环境变量。以下是/etc/rc.local文件：

　　#！/bin/sh

　　#add user specified script

　　cd /dev

　　ln -s /dev/fb/0 fb0

　　ln -s vc/0 tty0

　　ln -s vc/1 tty1

　　ln -s vc/2 tty2

　　mknod –m 660 mtd0 c 90 0

　　mknod –m 660 mtd1 c 90 2

　　mknod –m 660 mtd2 c 90 4

　　mknod –m 660 mtdblock0 b 31 0

　　mknod –m 660 mtdblock1 b 31 1

　　mknod –m 660 mtdblock2 b 31 2

　　fstab文件定义了文件系统的各个“挂接点”，需要与实际的系统相配合。

　　none /proc proc defaults 0 0

　　tmpfs /dev/shm tmpfs defaults 0 0

　　后要创建用户和用户组文件等其他文件，以上用busybox构造了文件系统的内容。

　　下面创建cramfs文件系统映像文件，制作cramfs映像文件需要用到的工具是mkcramfs。此时可以采用两种方法，一种方法是使用我们所构建的文件系统（在目录“/home/david/fs2410/cramfs”中），另一种方法是在已经做好的cramfs映像文件的基础上进行适当的改动。下面的示例使用第二种方法，因为这个方法包含了第一种方法的所有步骤（假设已经做好的映像文件名为“fs2410.cramfs”）。

　　首先用mount命令将映像文件挂载到一个目录下，打开该目录并查看其内容。

　　$ mkdir cramfs

　　$ mount fs2410.cramgs cramfs –o loop

　　$ ls cramfs

　　bin dev etc home lib linuxrc proc Qtopia ramdisk sbin testshell tmp

　　usr var

　　因为cramfs文件系统是只读的，所以不能在这个挂载目录下直接进行修改，因此需要将文件系统中的内容复制到另一个目录中，具体操作如下所示：

　　$ mkdir backup_cramfs

　　$ tar cvf backup.cramfs.tar cramfs/

　　$ mv backup.cramfs.tar backup_cramfs/

　　$ umount cramfs

　　$ cd backup_cramfs

　　$ tar xvf backup.cramfs.tar

　　$ rm backup.cramfs.tar

　　此时就像用busybox所构建的文件系统一样，可以在backup_cramfs的cramfs子目录中任意进行修改。例如，可以添加用户自己的程序：

　　$ cp ~/hello backup_cramfs/cramfs/

　　在用户的修改工作结束之后，用下面的命令可以创建cramfs映像文件：

　　$ mkcramfs backup_cramfs/cramfs/ new.cramfs

　　接下来，就可以将新创建的new.cramfs映像文件烧入到开发板的相应位置了。