在嵌入式Linux操作系統(tǒng)越中文件系統(tǒng)作為操作系統(tǒng)的重要組成部分,，用于控制對數(shù)據(jù)文件及設(shè)備的存取，提供對文件和目錄的分層組織形式,，數(shù)據(jù)緩沖以及對文件存取權(quán)限的控制,。根文件系統(tǒng)一直是Linux系統(tǒng)不可或缺的組件，在嵌入式Lin-ux中,，內(nèi)核在啟動期間進(jìn)行的最后操作之一就是安裝根文件系統(tǒng),。Busybox是構(gòu)建嵌入式Linux根文件系統(tǒng)的軟件，用它制作根文件系統(tǒng)簡單,、方便,，而且設(shè)置靈活。
1 根文件
Linux要在一個分區(qū)上存放系統(tǒng)啟動所必需的文件,，如內(nèi)核映像文件,、內(nèi)核啟動后運行的第一個程序、給用戶提供操作界面的Shell程序,、應(yīng)用程序所依賴的庫等,，這些必需、基本的文件合稱為根文件系統(tǒng),，它們存放在一個分區(qū)中,。根文件系統(tǒng)一般包括：1)基本的文件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，包含一些必須的目錄,，比如：/dev,，/proc，/bin,，/etc,，/lib，/usr,，/tmp;2)基本程序運行所需的庫函數(shù),，如：libc/uC-libc;3)基本的系統(tǒng)配置文件，如：rc,，inittab等腳本文件;4)必要的設(shè)備支持文件,，如：/dev/hd*，/dev/tty,，/dev/fdO;5)基本的應(yīng)用程序,，如：sh，ls,，cp,，mv等,。
根文件系統(tǒng)的制作就是生成包含上述各種文件的文件系統(tǒng)的過程，可通過直接拷貝宿主機(jī)上交叉編譯器處的文件來制作根文件系統(tǒng),，但是這種方法制作的根文件系統(tǒng)一般過于龐大,。也可通過一些工具如busybox來制作根文件系統(tǒng)，用busybox制作的根文件系統(tǒng)可以做到短小精悍并且運行效率較高,。
2 busybox簡介
busybox常被很形象地稱為嵌入式Linux系統(tǒng)中的“瑞士軍刀”,，因為它將許多常用的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,，busybox所提供的功能和參數(shù)略少,，但在比較小的系統(tǒng)或者嵌入式系統(tǒng)中已經(jīng)足夠。busybox在設(shè)計上充分考慮硬件資源受限的特殊工作環(huán)境,，它采用一種很巧妙的方法減少自己的體積;所有命令都通過“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)行文件的方式可以最大限度地共享程序代碼,，甚至連文件頭、內(nèi)存中的程序控制塊等其他操作系統(tǒng)資源都可共享,，這對于資源比較緊張的系統(tǒng)來說,，最合適不過了。
3 busybox的編譯和安裝
3.1 開發(fā)環(huán)境
基于S3C2440 ARM920T的硬件平臺,，該系統(tǒng)的硬件平臺上主要使用三星S3C2440,，外圍還包括64 M SDRAM和64 M NAND Flash，2 M NOR Flash,，系統(tǒng)采用宿主機(jī)加目標(biāo)板的模式,，宿主機(jī)是PC機(jī)，其操作系統(tǒng)是RedHat linux,，目標(biāo)板是基于S3C2440微控制器的開發(fā)板,，系統(tǒng)采用的內(nèi)核是嵌入式Linux2.6.29，Boot loader是u-boot,。
3.2 配置busybox
從網(wǎng)上下載busybox-1.13.0.tar后,，使用tar xvzf busybox1.13.0.tar命令獲得busybox-1.13.0目錄，里面即是所有的源碼,。進(jìn)入busybox-1.13.O目錄后執(zhí)行“make menuconfig”命令可進(jìn)入配置界面,。其配置界面如圖1所示。
在構(gòu)造根文件系統(tǒng)時使用動態(tài)鏈接的busybox,，構(gòu)造根文件時需要在/lib目錄下面放置glibc庫文件,。在busybox的配置過程中大多是選擇或者去除各種命令,，這里不詳細(xì)敘述。
3.3 編譯安裝busybox
在編譯之前,，首先需要修改busybox根目錄下的Makefile,，使用交叉編譯器。
將189行的ARCH?=$(SUBARCH)修改為ARCH?=arm,，164行的CROSS_COMPILE?=修改為CROSS_COMPILE?=arm_linux-修改后執(zhí)行make命令編譯busybox,。然后安裝busybox，將busybox安裝/home/work /rootby目錄下,，在安裝之前需要在pc機(jī)上執(zhí)行“mkdir/home/work/rootby”命令建立rootby目錄,，然后執(zhí)行“make CONFIG_PREFIX =/home/work/rootby install”命令完成安裝。安裝完成后生成如圖2所示文件,、目錄,。
4 構(gòu)建根文件
開發(fā)板的根文件系統(tǒng)在主機(jī)上的目錄為/home/work/rootby。在此目錄下使用mkdir命令建立dev,，etc,，home，lib,，mnt,，proc，root,，sys,，tmp目錄。
4.1 創(chuàng)建etc目錄下的文件
在/home/work/rootby/etc目錄下存放各種配置文件,。這些文件都是可選的,，它們依賴于系統(tǒng)中所擁有的應(yīng)用程序，依賴于這些程序是否需要配置文件,。
4.1.1 創(chuàng)建etc/inittab文件
init進(jìn)程根據(jù)/etc/inittab文件來創(chuàng)建其他子進(jìn)程,，比如調(diào)用腳本文件配置ip地址、掛接其他文件系統(tǒng),，最后啟動shell等,。
參考busybox源碼下面的“examples/inittab”文件，創(chuàng)建inittab代碼如下：
在busybox的參考文件中控制臺是ttySAC0,，而在s3c24xx系列器件的串口驅(qū)動里采用s3c2410_serialx做為設(shè)備名,，使用串口0作為控制臺，這里使用s3c2410_serialO作為控制臺,。
4.1.2 創(chuàng)建etc/init.d/rcS文件
rcS文件是一個腳本文件,，借助啟動腳本可以設(shè)置各種程序開機(jī)后自動運行，也可進(jìn)行其他系統(tǒng)設(shè)置，這有點類似于Windows系統(tǒng)中的Autobat自動批處理文件,。創(chuàng)建的文件內(nèi)容如下(實際內(nèi)容可能與此不完全一致)：
注意最后還要改變它的屬性使它能夠執(zhí)行,，執(zhí)行chmod+x etc/init.d/rcS命令。
4.1.3 創(chuàng)建etc/fstab文件
fstab文件描述系統(tǒng)中各種文件系統(tǒng)的信息,，應(yīng)用程序讀取這個文件,，然后根據(jù)其內(nèi)容進(jìn)行自動掛載的工作。創(chuàng)建的代碼如下：
文件中各字段的意義如下：1)device：要掛接的設(shè)備,，如/dev/mtdblockl;2)mount-point：掛接點;3)type：文件系統(tǒng)類型;4)opt-ions：掛接參數(shù),，以逗號隔開;5)dump和fsck order：用來決定控制dump、fsck程序的行為,。
4.2 用戶和組文件的創(chuàng)建
需要在etc目錄下增加passwd和group兩個文件,。首先增加passwd文件，passwd一共由7個字段組成,，6個冒號將其隔開,。其含義分別為：1)用戶名;2)是否有加密口令，x表示有,，不填表示無,，采用MD5、DES加密;3)用戶ID;4)組ID;5)注釋字段;6)登錄目錄;7)所使用的shell程序,。
passwd的內(nèi)容為root：x：0：0：root：/root：/bin/sh
增加group文件,，group共由4個字段組成，3個冒號將其隔開,。含義分別為：1)組名;2)是否有加密口令，同passwd;3)組ID;4)指向各用戶名指針的數(shù)組,。
/home/work/rootby/etc/group內(nèi)容如下：
root：x：0：
4.3 構(gòu)建dev目錄
從Linux-2.6.18開始,，負(fù)責(zé)舊版本的設(shè)備管理系統(tǒng)devfs已被廢除，但新版本的udev是一個基于用戶空間的設(shè)備管理系統(tǒng),。在內(nèi)核啟動時并不能自動創(chuàng)建設(shè)備節(jié)點,，固需手動創(chuàng)建console和null兩個啟動過程必須的設(shè)備節(jié)點。將采用busybox中內(nèi)置的mdev,，一個簡化的udev版本,。
#mknod dev/console C 5 1
#mknod dev/null C 1 3
如果不創(chuàng)建這兩個設(shè)備文件，在文件系統(tǒng)啟動時會出現(xiàn)錯誤信息,，不能初始化控制臺,。
4.4 安裝glibc庫
在開發(fā)板上需要加載器和動態(tài)庫，執(zhí)行如下幾個命令：
$mkdir-p/home/work/rootby/lib
$cd/home/tools/gcc-3.4.5-glibc-2.3.6/arm-linux/lib
$cp*.SO*/home/work/rootby/lib-d
5 制作yaffs2文件系統(tǒng)映像文件
所謂制作文件系統(tǒng)映像文件,，就是將一個目錄下的所有內(nèi)容按照一定的格式存放到一個文件中,，這個文件可以直接燒寫到存儲設(shè)備上去。
在yaffs源碼中有個utils目錄，里面有mkyaffsimage和mkyaffs2image的源代碼,，前者可制作yaffs映像文件,，后者制作yaffs2映像文件，將下載的yaffs2解壓出來在目錄/Development下有兩個文件夾：yaffs和yaffs2,，進(jìn)入yaffs2/utils目錄,，此目錄下有3個文件。在加入兩個文件：nand-ecc.c和yaffs_packed-tagsl.c,，具體文件這里不列出,，源碼可參見文獻(xiàn)。
修改Makefile文件：
加入MKYAFFSSOURCES=mkyaffsimage.c yaffs_packedtagsl.C nand-ecc.c因為yaffs_packedtagsl.c和nand-ecc.c是加上去的,。然后執(zhí)行make命令后生成mkyaffs2image工具,，復(fù)制此工具到PC機(jī)usr/local/bin目錄下，利用makyaffs2image工具,，執(zhí)行#mkyaffsimage2 rootby/pyaffs2.img命令可生成文件系統(tǒng)映像文件,。執(zhí)行#gzip-9 pyaffs2.img最終生成嵌入式Linux根文件系統(tǒng)的映像文件為pyaffs2-.img.gz。至此,，整個根文件系統(tǒng)就制作完成,，最后可以通過上面制作的pyaffs2.img.gz啟動整個系統(tǒng)。
6 下載映像文件并執(zhí)行
以下命令為通過Windows的超級終端工具下載Linux內(nèi)核映像和根文件系統(tǒng)映像到目標(biāo)板(基于S3C2440微處理器的開發(fā)板),。
#tftp 30008000 zImage/*下載Linux內(nèi)核映像到目標(biāo)板內(nèi)存*/
#fftp 30800000 pyaffs2.img.gz/*下載根文件系統(tǒng)映像到目標(biāo)板內(nèi)存*/
#go 30008000/*啟動目標(biāo)板Linux*/
目標(biāo)板的嵌入式Linux系統(tǒng)啟動后在超級終端中顯示的結(jié)果如圖3所示,。可見用busybox制作的根文件系統(tǒng)已經(jīng)正常啟動,。
7 結(jié)束語
對用busybox制作嵌入式Linux根文件系統(tǒng)的方法進(jìn)行歸納和總結(jié),，給出制作嵌入式Linux根文件系統(tǒng)的一般方法，適用于ARM架構(gòu)處理器的嵌入式系統(tǒng),。利用此方法制作的文件系統(tǒng)可在S3C2440上成功運行,，意在給嵌入式系統(tǒng)平臺的搭建有個整體把握和認(rèn)識，以降低進(jìn)入ARM嵌入式開發(fā)應(yīng)用領(lǐng)域的門檻,，提供的方法組建的文件系統(tǒng)非常簡單且配置靈活,。