ARM開發板系統移植-----rootfs的製作

標籤：

　　前面兩篇文章分別介紹了mini2440開發板上啟動並執行bootloader和kernel，到這裡系統啟動後其實是停留在一個“僵死”的狀態---無法掛載根檔案系統。

　　這裡將介紹如何製作一個根檔案系統，並且掛載到核心中---即讓核心能夠訪問到檔案系統中的目錄和檔案。從使用者的角度來看檔案系統無非就是各個目錄和檔案，注意，這些目錄和檔案可以存在記憶體中，也可以存在Nand Flash 或者NOR Flash中，視具體的檔案系統而定。本文就用基於記憶體的initram 和基於網路的nfs檔案系統做例子介紹檔案系統的概念。

　　首先什麼是檔案系統？就本人理解而言，它就是作業系統提供的一種抽象，即作業系統將儲存介質抽象化，並提供一種訪問這種抽象的方法，讓使用者能夠簡潔且方便的訪問儲存介質（如硬碟和nand flash等）。為了實現這種抽象，作業系統把儲存介質進行單元劃分，檔案儲存體在介質時就佔據若干個單元。當然作業系統還記錄下各個檔案的基本屬性（如檔案大小、儲存位置、所屬人、存取權限等等），並組成一個檔案控制區（FCB）。所有檔案的FCB儲存在一個目錄檔案中，即一個目錄檔案就是內容是FCB的檔案，其自身也有FCB目錄檔案的FCB記錄在上一層目錄中，這樣層層往上串連就形成了樹狀目錄結構。或者這樣描述：檔案系統包含兩部分：一組檔案（即所要儲存的資料）和目錄檔案（目錄檔案的內容是每個檔案的FCB,FCB記錄了檔案的所有屬性）。如所示：

　　如所示是一個典型的Linux系統目錄結構，從使用者的角度看這就是Linux的檔案系統，從右往左看，假設run目錄下有個檔案file,那麼file的FCB就儲存在run目錄檔案中，而run又是一個檔案，其FCB 儲存在VAR這個目錄檔案中，最後var的FCB就儲存在根目錄檔案中。一次要訪問到file,實質就是要沿著/var/run/file 這樣一個路徑。但是從作業系統的角度來看，這僅僅是提供給使用者的可視性檔案系統，具體的實現細節（比如檔案的物理結構和邏輯結構）它已經隱藏起來。需要注意的是檔案系統儲存在外儲存空間中（nand flash等），記憶體中也會有相應的表明檔案屬性的目錄項，用以加快作業系統訪問檔案的效率。即核心中也會有FCB的內容，甚至目錄檔案也會存在記憶體中。

　　根據上面的背景知識其實就可以總結出建立根檔案系統的步驟，無非就是建立這些目錄和檔案，然後讓核心能夠認識它們（即在核心中掛載根檔案系統）。

　　具體步驟如下：

　　1、建立各個目錄和必須的檔案

　　　　1.1、建立空目錄：

　　　　　　#mkdir rootfs

　　　　　　#cd rootfs

　　　　　　#mkdir bin dev etc lib proc sbin sys usr mnt tmp var

　　　　　　#mkdir usr/bin usr/lib usr/sbin lib/modules

　　　　1.2、建立裝置檔案：建立Linux啟動需要的裝置驅動檔案：控制台和空

　　　　　　#cd rootfs/dev

　　　　　　#mknod -m 666 console c 5 1

　　　　　　#mknod -m 666 null c 1 3

　　　　1.3、加入設定檔：添加核心啟動的一些設定檔

                 #tar etc.tar.gz

　　　　　　#mv etc/* .../rootfs/etc/ -rf

　　　　1.4、添加核心模組：

　　　　　　#cd .../linux

　　　　　　#make modules ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-

　　　　　　#make modules_install ARCH=arm INSTALL_MOD_PATH=.../rootfs

　　　   1.5、編譯/安裝busybox:使用busybox添加常用的命令如cd、ls、date等等

　　　　　　#make menuconfig

　　　　　　#make

　　　　　　#make install　　　　

　　　2、掛載根檔案系統：事實上掛載根檔案系統就是完成指明根檔案系統放在何處、作業系統如何使用檔案系　　　　統的目錄檔案等等工作。這裡介紹一個基於記憶體的掛載方式，即根檔案系統在編譯後直接整合在核心代碼中，隨著代碼被載入到記憶體中，核心啟動過程中可以直接使用檔案系統。initramfs檔案系統的製作：

　　　　2.1、#cd  .../rootfs/

　　　　　　 #ln -s ./bin/busybox init

           2.2、 配置核心，讓核心知道檔案系統的掛載方式是initramfs。

           2.3、編譯核心

　　　　2.4、設定uboot參數：

　　　　　　　setenv bootargs noinitrd console=ttySAC0,115200

　　完成上面的工作就可以製作成一個擁有initramfs 檔案系統的完整的Linux系統。

　　至此一個完整的Linux系統就已經能夠在mini2440中運行，接下來就可以在其上進行驅動或者應用開發。

 

ARM開發板系統移植-----rootfs的製作