实战4 创建根文件系统

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实战4 创建根文件系统

根文件系统(rootfs)是linux中一个很重要的文件系统，它在Linux启动时被挂载，文件系统中保存了一些系统工具和配置文件，在Linux启动时扮演重要的角色。在许多嵌入式系统中，常常使用使用BusyBox制作根文件系统。BusyBox是一个开源的工具，它将许多小工具、命令集成到一个单一的程序中。这一章我们就来学习如何使用BusyBox制作一个简单的根文件系统。

1. 新建根文件系统目录rootfs，根文件系统的所有内容都从这个目录展开。

#mkdir -p /home/ubuntu/pcduino/rootfs

2.创建根文件系统基本目录。

#sudo mkdir dev proc sys mnt tmp lib   #ls   dev  lib  lost+found mnt proc  sys   tmp

3.使用git命令下载BusyBox源码。

# cd  /home/ubuntu/pcduino   # git clone git://git.busybox.net/busybox   # cd busybox   # ls applets      Config.in      docs       include    LICENSE          Makefile.flags print utils selinux TODO_unicode    …

4.配置BusyBox，可根据需要选择BusyBox内置的工具，也可暂时不做改动直接保存退出。

#sudo make menuconfig

图4.1 BusyBox配置界面

5.修改Makefile，指定交叉编译器。

#sudo vi Makefile

164修改行改为: CROSS_COMPILE?= arm-linux-gnueabihf-
190修改行改为: ARCH ?= arm

6.编译BusyBox。

#sudo make

7.安装目标文件到rootfs目录。

#sudo make CONFIG_PREFIX= /home/ubuntu/pcduino/rootfs install

8.拷贝动态链接库到根文件系统。

#cd  /home/ubuntu/pcduino/rootfs   #sudo cp –rf   /home/ubuntu/pcduino/gcc-linaro-arm-linux-gnueabihf/arm-linux-gnueabihf/libc/lib/*  ./lib/

9.拷贝基本配置到根文件系统。

#sudo cp -rf  /home/ubuntu/pcduino/busybox/examples/bootfloppy/etc home/ubuntu/pcduino/rootfs/

10. 创建设备文件。

# cd /home/ubuntu/pcduino/rootfs   # sudo mknod dev/console c 5 1   # sudo mknod dev/null c 1 3

11. 修改fstab文件。

fstab是描述系统中存储设备和文件系统信息的文本文件，它会被fsck、mount、umount的等命令使用。每个文件系统独立一行描述，每行六个字段，分别是：

    - fs_spec存储设备，如硬盘：/dev/sda1，NFS：<host>:<dir>，或者一些虚拟的文件系统如procfs

    - fs_file文件系统的挂载目录

    - fs_vfstype文件系统类型，如ext2、proc、sysfs等

    - fs_mntops挂载选项，包括读写属性、是否自动挂载等

    - fs_freq dump命令使用

    - fs_passnofsck命令使用

字段间使用空格或TAB分隔，行首使用#可注释当前行。更详细信息可在虚拟机上执行命令man fstab查看。我们的根文件系统比较简单，fstab文件内容如下：

#cd /home/ubuntu/pcduino/rootfs/etc   #sudo vi fstab   /dev/root       /              ext2     rw,noauto         0      1   proc            /procproc     defaults          0      0   tmpfs           /tmptmpfs    mode=1777         0      0   sysfs           /sys           sysfs    defaults          0      0

12.创建inittab文件并添加如下内容。

# sudo vi inittab   ::sysinit:/etc/init.d/rcS   ::askfirst:~/bin/sh

BusyBox init程序会解析/etc/inittab文件，根据inittab文件的描述创建各种子进程。inittab文件中每行一条规则，格式如下：

<id> : <runlevels> :<action> : <process>

id :表示这个子进程要使用的控制台，如果省略，则使用与init进程一样的控制台。

runlevels:嵌入式系统通常不用，可以省略。

action:表示init进程如何控制这个子进程，具体取值见下表。

表4.1 init action定义

名称	执行条件	说明
sysinit	系统启动后最先执行	指定初始化脚本路径，只执行一次，init进程等待它结束才继续执行其它动作
wait	系统执行完sysinit进程后	只执行一次，init进程等待它结束才继续执行其它动作
once	系统执行完wait进程后	只执行一次，init进程不等待它结束
respawn	启动完once进程后	init进程监测发现子进程退出时，重新启动它，永不结束.如Shell命令解释器
askfirst	启动完respawn进程后	与respawn类似，不过init进程先输出“PleasepressEntertoactivatethisconsole”，等用户输入回车后才启动子进程。
shutdown	系统关机时	即重启、关闭系统时执行的程序
restart	系统重启时	init进程重启时执行的程序，通常是init程序本身先重新读取、解析/etc/inittab文件，再执行restart程序
ctrl+alt+del	按下Ctrl+Alt+Del键时	按Ctrl+Alt+Del组合键时执行的程序

process:要执行的程序，它可以是可执行的二进制程序，也可以是脚本。

当前根文件系统目录结构如下：

# cd /home/ubuntu/pcduino/rootfs   # ls -al   total 27   drwxr-xr-x 2 root root  3072  4月 19 20:35 bin   drwxr-xr-x 2 root root  1024  4月 19 20:37 dev   drwxr-xr-x 3 root root  1024  4月 19 20:41 etc   drwxr-xr-x 3 root root  1024  4月 19 20:37 lib   lrwxrwxrwx 1 root root    11  4月 19 20:35 linuxrc -> bin/busybox   drwx------ 2 root root 12288  4月 19 20:32 lost+found   drwxr-xr-x 2 root root  1024  4月 19 20:36 mnt   drwxr-xr-x 2 root root  1024  4月 19 20:36 proc   drwxr-xr-x 2 root root  3072  4月 19 20:35 sbin   drwxr-xr-x 2 root root  1024  4月 19 20:36 sys   drwxr-xr-x 2 root root  1024  4月 19 20:36 tmp   drwxr-xr-x 4 root root  1024  4月 19 20:35 usr   drwxr-xr-x 2 root root  1024  4月 19 20:36 var

至此，我们完成了根文件系统中所有目录、文件的创建。

13.文件系统的使用。

我们采用SD卡保存根文件系统共内核使用，通常有两种方式，

方式一，将上述建立的目录、文件打包成一个单独的根文件系统镜像文件，再将其写入SD卡指定分区位置，该分区就可以被挂载和使用。

方式二，首先将SD卡指定分区格式化为某一类型的文件系统，然后将根文件系统的中的所有目录、文件拷贝到这个分区中。

先来看方式一，目标是生成单独一个根文件系统镜像文件，制作方法如下：

13.1创建空白镜像文件。使用dd命令，生成的rootfs.img文件的内容全部是0，大小为32M。

# cd /home/ubuntu/pcduino   #sudo dd if=/dev/zero of=rootfs.img bs=32M count=1   1+0 records in   1+0 records out   33554432 bytes (34 MB) copied, 0.0791148 s, 424 MB/s

13.2将镜像文件格式化。

#sudo mkfs.ext2 rootfs.img   mke2fs 1.42.9 (4-Feb-2014)   rootfs.img is not a block special device.   Proceed anyway? (y,n) y   Discarding device blocks: done                              Filesystem label=   OS type: Linux   Block size=1024 (log=0)   Fragment size=1024 (log=0)   Stride=0 blocks, Stripe width=0 blocks   8192 inodes, 32768 blocks   1638 blocks (5.00%) reserved for the super user   First data block=1   Maximum filesystem blocks=33554432   4 block groups   8192 blocks per group, 8192 fragments per group   2048 inodes per group   Superblock backups stored on blocks:       8193, 24577      Allocating group tables: done                              Writing inode tables: done                              Writing superblocks and filesystem accounting information: done

格式化之后，rootfs.img文件数据不再全部是0，此时已经包含了一个ext2格式的文件系统，但还没有任何内容。为了能够将前面创建的根文件系统所需的目录、文件拷贝到rootfs.img中，首先需要将其挂载到某个目录，这样才能使用cp等这样的命令进行目录、文件的拷贝。

13.3挂载镜像文件到虚拟机。linux中存在一种特殊块设备，对应的块设备文件：

# ls -l /dev/loop*   brw-rw---- 1 root disk  7,   0  8月 16 12:36 /dev/loop0   brw-rw---- 1 root disk  7,   1  8月 16 12:36 /dev/loop1   brw-rw---- 1 root disk  7,   2  8月 16 12:36 /dev/loop2   brw-rw---- 1 root disk  7,   3  8月 16 12:36 /dev/loop3   brw-rw---- 1 root disk  7,   4  8月 16 12:36 /dev/loop4   brw-rw---- 1 root disk  7,   5  8月 16 12:36 /dev/loop5   brw-rw---- 1 root disk  7,   6  8月 16 12:36 /dev/loop6   brw-rw---- 1 root disk  7,   7  8月 16 12:36 /dev/loop7

这些loop设备可以将普通的镜像文件映射成虚拟的块设备，使得访问镜像文件就像访问一个块设备一样。mount命令支持以loop方式挂载一个文件系统镜像文件，如我们将rootfs.img挂载到/mnt目录：

# sudo mount ./rootfs.img  /mnt  -o loop=/dev/loop0

挂载之后，所有/mnt目录的改动，都会导致文件rootfs.img内容的改变。

13.4拷贝根文件系统内容到/mnt目录。

#cp –rf /home/ubuntu/pcduino/rootfs/*   /mnt/

13.5从/mnt目录卸载文件系统镜像。

#sudo umount /mnt

此时，rootfs.img文件中包含了所有根文件系统内容，使用dd命令将rootfs.img文件写入SD卡启动分区，下一章我们将详细介绍刷写方法。

对于方式二，十分容易理解，首相将SD卡挂载到虚拟机上，类似前文格式化rootfs.img文件一样格式化SD卡启动分区

# sudo mkfs.ext2 /dev/mmcblk0p2

在将根文件系统目录、文件拷贝到新格式化的分区目录中即可。

# cp –rf /home/ubuntu/pcduino/rootfs/* /mnt/<sd>/

这里就不再展开讲解了。

本章主要介绍了使用BusyBox制作根文件系统的过程，顺带解释了根文件系统的有代表性的文件作用。我们将在下一章进一步说明如何更新根文件系统到SD卡，以及前几章中编译镜像的使用。

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