讀書筆記《Building embedded linux system》Chapter 6 根檔案系統內容

對於root fileSystem的官方描述為FHS（FileSystem hierachy Stardard）。在根目錄下的最進階目錄都有明確的目的，然而很多是作為多使用者系統的，而嵌入式系統對這些規則的遵循可以比較鬆動。

根目錄系統

/bin	Essential user command binaries
/boot	Static files used by the bootloader --》根據我們的bootloader以及他的配置，可能可以刪除。這取決於我們的bootloader是否可以在kernel啟動之前從根檔案系統中獲得kernel的image。
/dev	Devices and other special files
/etc	System configuration files, including startup files
/home	User home directories -》用於擴充的使用者環境，可刪除
/lib	Essential libraries, such as the C library, and kernel modules
/media	Mount points for removable media
/mnt	Mount points for temporarily mounted filesystems -》用於擴充的使用者環境，可刪除
/opt	Add-on software packages -》用於擴充的使用者環境，可刪除
/proc	Virtual filesystem for kernel and process information
/root	Root user's home directory -》用於擴充的使用者環境，可刪除
/sbin	Essential system administration binaries
/sys	Virtual filesystem for system information and control (buses, devices, and drivers)
/tmp	Temporary files，chmod 1777 tmp，這是確保由建立的使用者來進行刪除。
/usr	Secondary hierarchy containing most applications and documents useful to most users, including the X server。在裡面建立bin,sbin,lib三個子目錄。其他的字目錄例如man、src、local都可能無需在嵌入式OS中使用。
/var	Variable data stored by daemons and utilities，建立lib, lock, log, run, tmp，使用chmod 1777 tmp

我們可以字啊$PRJROOT下面建立rootfs ，在裡面建立上面的檔案系統。甚至可以更狠地刪除/tmp和/var，但是可以會危害到其他的操作，不建議這樣處理。這種刪除的處理只是基於是否有用的考慮，不會對size有什麼影響。可以更狠地刪除/proc和/sys如果不需要虛擬檔案系統，但是一些基本的命令，例如ps,mount,ifconfig,modprobe需要使用 /proc，而更多的應用也需要使用/sys，除非我們限定嵌入式系統非常有限的使用範圍，否則不要這樣處理。

lib庫檔案

/bin /sbin  /usr/bin  /usr/sbin的區別。/bin用於儲存使用者和系統管理員的基本（或者基礎）二進位檔案，/sbin用於儲存系統管理員所需，但是一般使用者不需要的二進位檔案，/usr/bin 和/usr/sbin的差異類似，他們儲存的不是基本二進位檔案。在/lib中儲存用於系統啟動和應用於基本命令，而/usr/lib則儲存其他的 lib，例如perl5在/usr/lib/perl5中有lib。

lib有四種格式：

• libLIBRARY_NAME-GLIBC_VERSION.so，例如libc-2.9.so，libcidn-2.9.so

• libLIBRARY_NAME.so.MAJOR_REVISION_VERSION，例如libc.so.6 -> libc-2.9.so，libcidn.so.1 -> libcidn-2.9.so

• libLIBRARY_NAME.so，例如libcidn.so -> libcidn.so.1

• 靜態庫：libLIBRARY_NAME.a，例如libc.a，libcrypt.a

-rwxr-xr-x 1 wei wei   105210 05-15 16:09 libcrypt-2.9.so

-rw-r--r-- 1 wei wei   139684 05-15 16:09 libcrypt.a

lrwxrwxrwx 1 wei wei       13 05-15 16:09 libcrypt.so -> libcrypt.so.1

lrwxrwxrwx 1 wei wei       15 05-15 16:09 libcrypt.so.1 -> libcrypt-2.9.so

對比這些命名方式，glibc的庫比較特別，它動態連結程式庫ld的格式為ld-GLIBC_VERSION.so，ld- linux.so.MARHOR_REVISION_VERSION（ARM，i386，m68k）或者 ld.so.MAJOR_REVISION_VERSION（MIPS，PowerPC）。這不是一個真正的庫，ld.so是ELF二進位loader觸發用來將動態連結程式庫載入到應用程式的存貯空間中。

在嵌入式作業系統中，我們如果想在host查看應用使用了哪些動態連結程式庫，需要使用 cross-platform的readelf來替代ldd，例如powerpc-linux-readelf。

對於target的檔案系統，需要將相關（所需）的lib拷貝至rootfs/lib中。需要libLIBRARY_NAME-GLIBC_VERSION.so和libLIBRARY_NAME.so.MAJOR_REVISION_VERSION。檔案系統的建立包括：lib、kernel modules,kernel Images

#將全部的lib檔案copy到我們的target的lib中，當然我們也可以只選取我們需要的部分
cd ${TARGET_PREFIX}/lib

cp *-*.so ${PRJROOT}/rootfs/lib

cp -d *.so.[*0-9] ${PRJROOT}/rootfs/lib

cp libSegFault.so libmemusage.so libpcprofile.so ${PRJROOT}/rootfs/lib

#如果我們不需要所有的lib，選擇其中的某些有用的部分，我們可以如下進行操作
cd ${TARGET_PREFIX}/lib

for file in libc libcrypt libdl libm libpthread libresolv libutil

do

cp $file-*.so ${PRJROOT}/rootfs/lib

cp -d $file.so.[*0-9] ${PRJROOT}/rootfs/lib

done

cp -d ld*.so* ${PRJROOT}/rootfs/lib

#如果我們選擇了libnss_*.so，其中libnss_file和libnss_dns常用，需要將nsswitch.conf檔案放置在/etc中，並根據需要進行配置。
cp ${PRJROOT}/build-tools/src-glibc/glibc-20081113T2206/nss/nsswitch.conf ${PRJROOT}/rootfs/etc

#lib檔案是比較大的，可以採用strip進行裁剪，如下，原來的大小為12.488M，整理後為2.812M，空間大大地減少了。當然如果我們對空間大小不敏感，現在的存貯容量也越來越大，我們也可以不進行此步驟。
i586-linux-strip ${PRJROOT}/rootfs/lib/*.so

#copy核心模組，並在etc/下增加modprobe.conf檔案（用於給出模組的參數，步驟不太詳細，可能echo > ${PRJROOT}/rootfs/etc/modprobe.conf就可以了）。
cp -a ${PRJROOT}/images/myproject/modules-2.6.29-menlow/* ${PRJROOT}/rootfs

echo > ${PRJROOT}/rootfs/etc/modprobe.conf

#copy 相關的kernel image
mkdir ${PRJROOT}/rootfs/boot

cp ${PRJROOT}/images/myproject/bzImage-2.6.29-menlow ${PRJROOT}/rootfs/boot/vmlinuz--2.6.29-menlow

cp ${PRJROOT}/images/myproject/System.map-2.6.29-menlow ${PRJROOT}/rootfs/boot/

cp ${PRJROOT}/images/myproject/2.6.29-menlow.config ${PRJROOT}/rootfs/boot/config-2.6.29-menlow

裝置檔案

乙太網路是不作為裝置檔案，這點比較特殊。靜態裝置檔案指只需要建立一次。
[wei@wei rootfs]$ ls /dev/ttyS1* -l

crw-rw---- 1 root uucp 4, 65 05-31 08:55 /dev/ttyS1

第一字母表示類型，c表示character，b表示block，後面的4是major號碼，65是minor號碼，這是核心用於需要驅動管理的依賴。

建立靜態裝置檔案：
cd ${PRJROOT}/rootfs/dev

[wei@wei dev]$ su -m

?ü??￡o

[root@wei dev]# mknod -m 600 mem c 1 1

[root@wei dev]# mknod -m 666 null c 1 3

[root@wei dev]# mknod -m 666 zero c 1 5

[root@wei dev]# mknod -m 644 random c 1 8

[root@wei dev]# mknod -m 600 tty0 c 4 0

[root@wei dev]# mknod -m 600 tty1 c 4 1

[root@wei dev]# mknod -m 600 ttyS0 c 4 64

[root@wei dev]# mknod -m 666 tty c 5 0

[root@wei dev]# mknod -m 600 consol c 5 1

[root@wei dev]# chmod 644 random

[root@wei dev]# chmod 600 tty0 tty1 ttyS0

[wei@wei dev]$ ln -s /proc/self/fd fd

[wei@wei dev]$ ln -s fd/0 stdin

[wei@wei dev]$ ln -s fd/1 stdout

[wei@wei dev]$ ln -s fd/2 stderr

在幾年前linux2.4的版本中，在/dev中有1萬8千個裝置檔案，但是在2.6的版本中，通過動態裝置檔案的方式大大地減少了。靜態裝置檔案的一個問題，就是我們無法通過查看/dev檔案來確定這個裝置是否真實存在或者有效，由此引入動態裝置檔案系統，在/dev中的只有可以使用的裝置。在 linux2.6中，通過udev來實現，它將裝置mount在/sys，使得裝置、驅動等資訊可以在user space中，他克服了熱插指令碼/sbin/hotplug甚多不足，並最終取代了它。

需要安裝udev

[wei@wei udev-142]$ ./autogen.sh

[wei@wei udev-142]$ make CROSS_COMPILE=i586-linux- DESTDIR=${PRJROOT}/rootfs install

在rootfs/lib/udev/, rootfs/etc/udev/, rootfs/etc/scsi_id.config

udev 等待當裝置插入或者卸載時來自核心的uevents，根據訊息內容或者在/sys中的裝置資訊在udev的rules中尋找匹配，如果找到，就產生或者刪除裝置檔案，執行驅動的載入或者卸載，或者提醒使用者空間的程式。這些資訊是通過netlink socket來傳遞的。

Busybox

在linux中有大量Unix的的命令，我們不能期待通過交叉編譯分別將他們編譯出來，我們可以藉助一些系統的app，例如busybox。在moblin中如果編譯busybox，需要下載ncurses-devel

busybox和kernel在配置一樣相似，如果使用預設，可以用defconfig，也可以使用menuconfig來進行配置。

Busybox settings --->

   Build option  --->

      [*] Build BusyBox as a static binary (no shared libs) 這是對於小的系統Busybox以及小部分的lib，不需要整個C庫，使得系統更為簡單的和小巧。我想在moblin中並不需要這樣處理。

Linux System Utilities  ---> (查過，下面這個屬於預設開啟)

   [*] mdev

   [*]   Support /etc/mdev.conf

   [ ]     Support command execution at device addition/removal

 必須選擇 mdev 選項， 否則不能啟用udev。

執行 make install進行編譯，編譯完後，會出現_install目錄，包含bin、sbin、usr三個目錄和一個linuxrc檔案。

$ make ARC=x86 CROSS_COMPILE=i586-linux- CONFIG_PREFIX=${PRJROOT}/rootfs install

Busybox是一個工具的整合，將ls，ps，等等命令連結指向busybox，busybox可提供這些工具的功能。無需我們分別來編譯這些工具集合。

[wei@wei bin]$ pwd

/home/wei/workspace/mywork/moblin/rootfs/bin

[wei@wei bin]$ ls -l

?? 1460

lrwxrwxrwx 1 wei wei       7 06-03 11:48 addgroup -> busybox

lrwxrwxrwx 1 wei wei       7 06-03 11:48 adduser -> busybox

lrwxrwxrwx 1 wei wei       7 06-03 11:48 ash -> busybox

-rwxr-xr-x 1 wei wei 1490596 06-03 11:48 busybox

lrwxrwxrwx 1 wei wei       7 06-03 11:48 cat -> busybox

lrwxrwxrwx 1 wei wei       7 06-03 11:48 catv -> busybox

lrwxrwxrwx 1 wei wei       7 06-03 11:48 chattr -> busybox

lrwxrwxrwx 1 wei wei       7 06-03 11:48 chgrp -> busybox

lrwxrwxrwx 1 wei wei       7 06-03 11:48 chmod -> busybox

lrwxrwxrwx 1 wei wei       7 06-03 11:48 chown -> busybox

同樣在sbin/,usr/bin ,usr/sbin中的命令也指向該 busybox

我們在etc/profile

[wei@wei rootfs]$ cd etc

[wei@wei etc]$ cat profile

#Set Path

PATH=/bin:/sbin:/usr/bin:/usr/sbin

export PATH

#set other libary path 這裡填寫非lib/的其他庫的位置。

#LD_LIBRARY_PATH=

#export LD_LIBRARY_PATH

系統啟動

主要有System V init和busybox兩種方式。moblin使用system V init的方式，我們分別對它以及busybox作為系統啟動進行嘗試：

原始的sysvinit 2.86，這個也可以在ftp://ftp.cistron.nl/pub/people/miquels/sysvinit中下載，可以看到這個自2004之後就沒有再更新，可能已經相當之成熟。

$ cd ${PRJROOT}/sysapps/sysvinit-2.86/src

$ make CC=i586-linux-gcc

$ make BIN_OWNER="$(id -un)" BIN_GROUP="$(id -gn)"  ROOT=${PRJROOT}/rootfs install

可以將原來指向busybox的bootlogd, halt, init, killall5, last, mesg, mountpoint, pidof, poweroff, reboot, runlevel, shutdown, suloing, telinit, utmpdmp, wall更新為sysvinit的編譯結果。我們不使用root許可權來進行編譯所以需要指定使用者和所在使用者組。由於嵌入式作業系統一般都不是多使用者系統，所以對使用者權限設定不敏感。如果我們需要多使用者的方式，可以使用root許可權，但是需要非常小心，任何在root許可權下面的操作都是需要謹慎。我們也可以用普通使用者編譯，然手在rootfs中修改這些命令的許可權。

Busybox在example裡面有inittab，我們可以將它copy我們的rootfs/etc目錄下面。根據initab中：

::sysinit:/etc/init.d/rcS

我們在etc/下面建立了init.d目錄，以及rcS檔案，rcS檔案，我們給出：

#!/bin/sh

# Set Path
PATH=/bin:/sbin:/usr/bin:/usr/sbin

# Remount the root filesystem in read-write (requires /etc/fstab)
mount -n -o remount,rw /

# Mount /proc filesystem
mount /proc

# Start the network interface
#/sbin/ifconfig eth0 192.168.1.2