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(duì)數(shù)據(jù)文件及設(shè)備的存取,，提供對(duì)文件和目錄的分層組織形式，數(shù)據(jù)緩沖以及對(duì)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(dòng)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(jiǎn)單,、方便，而且設(shè)置靈活,。
1 根文件
Linux要在一個(gè)分區(qū)上存放系統(tǒng)啟動(dòng)所必需的文件,，如內(nèi)核映像文件、內(nèi)核啟動(dòng)后運(yùn)行的第一個(gè)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(kù)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(gè)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(yùn)行所需的庫(kù)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(guò)程,，可通過(guò)直接拷貝宿主機(jī)上交叉編譯器處的文件來(lái)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(guò)于龐大,。也可通過(guò)一些工具如busybox來(lái)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(yùn)行效率較高。
2 busybox簡(jiǎn)介
busybox常被很形象地稱為嵌入式Linux系統(tǒng)中的“瑞士軍刀”,，因?yàn)樗鼘⒃S多常用的UNIX命令和工具結(jié)合到了一個(gè)單獨(dú)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(jì)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(guò)“插件”的方式集中到一個(gè)可執(zhí)行文件中，在
實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中通過(guò)不同的符號(hào)鏈接來(lái)確定到底要執(zhí)行哪個(gè)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(gè)符號(hào)鏈接ls的時(shí)候，就可以通過(guò)執(zhí)行這個(gè)新命令實(shí)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(duì)于資源比較緊張的系統(tǒng)來(lái)說(shuō),，最合適不過(guò)了。
3 busybox的編譯和安裝
3.1 開(kāi)發(fā)環(huán)境
基于S3C2440 ARM920T的硬件平臺(tái),，該系統(tǒng)的硬件平臺(tái)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(kāi)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(shí)使用動(dòng)態(tài)鏈接的busybox,，構(gòu)造根文件時(shí)需要在/lib目錄下面放置glibc庫(kù)文件,。在busybox的配置過(guò)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(kāi)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(lái)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(dòng)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(tái)是ttySAC0,，而在s3c24xx系列器件的串口驅(qū)動(dòng)里采用s3c2410_serialx做為設(shè)備名，使用串口0作為控制臺(tái),，這里使用s3c2410_serialO作為控制臺(tái),。
4.1.2 創(chuàng)建etc/init.d/rcS文件
rcS文件是一個(gè)腳本文件，借助啟動(dòng)腳本可以設(shè)置各種程序開(kāi)機(jī)后自動(dòng)運(yùn)行,，也可進(jìn)行其他系統(tǒng)設(shè)置,，這有點(diǎn)類似于Windows系統(tǒng)中的Autobat自動(dòng)批處理文件。創(chuàng)建的文件內(nèi)容如下(實(shí)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(gè)文件,，然后根據(jù)其內(nèi)容進(jìn)行自動(dòng)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(diǎn);3)type：文件系統(tǒng)類型;4)opt-ions：掛接參數(shù),，以逗號(hào)隔開(kāi);5)dump和fsck order：用來(lái)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(gè)文件。首先增加passwd文件,，passwd一共由7個(gè)字段組成,，6個(gè)冒號(hào)將其隔開(kāi)。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(wú)，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(gè)字段組成,，3個(gè)冒號(hào)將其隔開(kāi),。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(kāi)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(gè)基于用戶空間的設(shè)備管理系統(tǒng),。在內(nèi)核啟動(dòng)時(shí)并不能自動(dòng)創(chuàng)建設(shè)備節(jié)點(diǎn),，固需手動(dòng)創(chuàng)建console和null兩個(gè)啟動(dòng)過(guò)程必須的設(shè)備節(jié)點(diǎn)。將采用busybox中內(nèi)置的mdev,，一個(gè)簡(jiǎn)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(gè)設(shè)備文件，在文件系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤信息,，不能初始化控制臺(tái),。
4.4 安裝glibc庫(kù)
在開(kāi)發(fā)板上需要加載器和動(dòng)態(tài)庫(kù)，執(zhí)行如下幾個(gè)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(gè)目錄下的所有內(nèi)容按照一定的格式存放到一個(gè)文件中,，這個(gè)文件可以直接燒寫(xiě)到存儲(chǔ)設(shè)備上去。
在yaffs源碼中有個(gè)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(lái)在目錄/Development下有兩個(gè)文件夾：yaffs和yaffs2,，進(jìn)入yaffs2/utils目錄，此目錄下有3個(gè)文件,。在加入兩個(gè)文件：nand-ecc.c和yaffs_packed-tagsl.c,，具體文件這里不列出,，源碼可參見(jiàn)文獻(xiàn),。
修改Makefile文件：
加入MKYAFFSSOURCES=mkyaffsimage.c yaffs_packedtagsl.C nand-ecc.c因?yàn)閥affs_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(gè)根文件系統(tǒng)就制作完成，最后可以通過(guò)上面制作的pyaffs2.img.gz啟動(dòng)整個(gè)系統(tǒng),。
6 下載映像文件并執(zhí)行
以下命令為通過(guò)Windows的超級(jí)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(kāi)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(dòng)目標(biāo)板Linux*/
目標(biāo)板的嵌入式Linux系統(tǒng)啟動(dòng)后在超級(jí)終端中顯示的結(jié)果如圖3所示?？梢?jiàn)用busybox制作的根文件系統(tǒng)已經(jīng)正常啟動(dòng),。
7 結(jié)束語(yǔ)
對(duì)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(yùn)行，意在給嵌入式系統(tǒng)平臺(tái)的搭建有個(gè)整體把握和認(rèn)識(shí),，以降低進(jìn)入ARM嵌入式開(kāi)發(fā)應(yīng)用領(lǐng)域的門(mén)檻,，提供的方法組建的文件系統(tǒng)非常簡(jiǎn)單且配置靈活。