linux文件系统制作流程doc.docx
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linux文件系统制作流程doc
linux文件系统制作流程
816530200200姓名：
Michel.Lee职业：
在西南边陲的一个国营单位从事嵌入式软件的开发年龄：
位置：
个性介绍：
…up_user.jpgup_user_pre.jpgOTHER1202410668000星级BLOG0lee213#FFFFFF#204689_blank10626502009-03-0420：
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4210转载16Linux文件系统简介\r\nLinux支持多种文件系统，包括ext2、ext3、vfat、ntfs、iso9660、jffs、romfs和nfs等，为了对各类文件系统进行统一管理，Linux引入了虚拟文件系统VFS（VirtualFileSystem），为各类文件系统提供一个统一的操作界面和应用编程接口。
\r\nLinux下的文件系统结构如下：
\r\n
\r\n
\r\n
\r\nLinux启动时，第一个必须挂载的是根文件系统；若系统不能从指定设备上挂载根文件系统，则系统会出错而退出启动。
之后可以自动或手动挂载其他的文件系统。
因此，一个系统中可以同时存在不同的文件系统。
\r\n
不同的文件系统类型有不同的特点，因而根据存储设备的硬件特性、系统需求等有不同的应用场合。
在嵌入式Linux应用中，主要的存储设备为RAM（DRAM,SDRAM）和ROM（常采用FLASH存储器），常用的基于存储设备的文件系统类型包括：
jffs2,yaffs,cramfs,romfs,ramdisk,ramfs/tmpfs等。
\r\n
\r\n
基于FLASH的文件系统
\r\nFlash（闪存）作为嵌入式系统的主要存储媒介，有其自身的特性。
Flash的写入操作只能把对应位置的1修改为0，而不能把0修改为1（擦除Flash就是把对应存储块的内容恢复为1），因此，一般情况下，向Flash写入内容时，需要先擦除对应的存储区间，这种擦除是以块（block）为单位进行的。
\r\n
闪存主要有NOR和NAND两种技术（简单比较见附录）。
Flash存储器的擦写次数是有限的，NAND闪存还有特殊的硬件接口和读写时序。
因此，必须针对Flash的硬件特性设计符合应用要求的文件系统；传统的文件系统如ext2等，用作Flash的文件系统会有诸多弊端。
\r\n
在嵌入式Linux下，MTD（MemoryTechnologyDevice,存储技术设备）为底层硬件（闪存）和上层（文件系统）之间提供一个统一的抽象接口，即Flash的文件系统都是基于MTD驱动层的（参见上面的Linux下的文件系统结构图）。
使用MTD驱动程序的主要优点在于，它是专门针对各种非易失性存储器（以闪存为主）而设计的，因而它对Flash有更好的支持、管理和基于扇区的擦除、读/写操作接口。
\r\n
顺便一提，一块Flash芯片可以被划分为多个分区，各分区可以采用不同的文件系统；两块Flash芯片也可以合并为一个分区使用，采用一个文件系统。
即文件系统是针对于存储器分区而言的，而非存储芯片。
\r\n1.jffs2
\r\nJFFS文件系统最早是由瑞典AxisCommunications公司基于Linux2.0的内核为嵌入式系统开发的文件系统。
JFFS2是RedHat公司基于JFFS开发的闪存文件系统，最初是针对RedHat公司的嵌入式产品eCos开发的嵌入式文件系统，所以JFFS2也可以用在Linux,uCLinux中。
\r\nJffs2：
日志闪存文件系统版本2（JournallingFlashFileSystemv2）
\r\n
主要用于NOR型闪存，基于MTD驱动层，特点是：
可读写的、支持数据压缩的、基于哈希表的日志型文件系统，并提供了崩溃/掉电安全保护，提供"写平衡"支持等。
缺点主要是当文件系统已满或接近满时，因为垃圾收集的关系而使jffs2的运行速度大大放慢。
\r\n
目前jffs3正在开发中。
关于jffs系列文件系统的使用详细文档，可参考MTD补丁包中mtd-jffs-HOWTO.txt。
\r\njffsx不适合用于NAND闪存主要是因为NAND闪存的容量一般较大，这样导致jffs为维护日志节点所占用的内存空间迅速增大，另外，jffsx文件系统在挂载时需要扫描整个FLASH的内容，以找出所有的日志节点，建立文件结构，对于大容量的NAND闪存会耗费大量时间。
\r\n2.yaffs
\r\nyaffs/yaffs2是专为嵌入式系统使用NAND型闪存而设计的一种日志型文件系统。
与jffs2相比，它减少了一些功能（例如不支持数据压缩），所以速度更快，挂载时间很短，对内存的占用较小。
另外，它还是跨平台的文件系统，除了Linux和eCos，还支持WinCE,pSOS和ThreadX等。
\r\nyaffs/yaffs2自带NAND芯片的驱动，并且为嵌入式系统提供了直接访问文件系统的API，用户可以不使用Linux中的MTD与VFS，直接对文件系统操作。
当然，yaffs也可与MTD驱动程序配合使用。
\r\nyaffs与yaffs2的主要区别在于，前者仅支持小页（512Bytes）NAND闪存，后者则可支持大页（2KB）NAND闪存。
同时，yaffs2在内存空间占用、垃圾回收速度、读/写速度等方面均有大幅提升。
\r\n3.Cramfs
\r\nCramfs是Linux的创始人LinusTorvalds参与开发的一种只读的压缩文件系统。
它也基于MTD驱动程序。
\r\n
在cramfs文件系统中，每一页（4KB）被单独压缩，可以随机页访问，其压缩比高达2：
1,为嵌入式系统节省大量的Flash存储空间，使系统可通过更低容量的FLASH存储相同的文件，从而降低系统成本。
\r\nCramfs文件系统以压缩方式存储，在运行时解压缩，所以不支持应用程序以XIP方式运行，所有的应用程序要求被拷到RAM里去运行，但这并不代表比Ramfs需求的RAM空间要大一点，因为Cramfs是采用分页压缩的方式存放档案，在读取档案时，不会一下子就耗用过多的内存空间，只针对目前实际读取的部分分配内存，尚没有读取的部分不分配内存空间，当我们读取的档案不在内存时，Cramfs文件系统自动计算压缩后的资料所存的位置，再即时解压缩到RAM中。
\r\n
另外，它的速度快，效率高，其只读的特点有利于保护文件系统免受破坏，提高了系统的可靠性。
\r\n
由于以上特性，Cramfs在嵌入式系统中应用广泛。
\r\n
但是它的只读属性同时又是它的一大缺陷，使得用户无法对其内容对进扩充。
\r\nCramfs映像通常是放在Flash中，但是也能放在别的文件系统里，使用loopback设备可以把它安装别的文件系统里。
\r\n4.Romfs
\r\n
传统型的Romfs文件系统是一种简单的、紧凑的、只读的文件系统，不支持动态擦写保存，按顺序存放数据，因而支持应用程序以XIP（eXecuteInPlace，片内运行）方式运行，在系统运行时，节省RAM空间。
uClinux系统通常采用Romfs文件系统。
\r\n
其他文件系统：
fat/fat32也可用于实际嵌入式系统的扩展存储器（例如PDA,Smartphone,数码相机等的SD卡），这主要是为了更好的与最流行的Windows桌面操作系统相兼容。
ext2也可以作为嵌入式Linux的文件系统，不过将它用于FLASH闪存会有诸多弊端。
\r\n
基于RAM的文件系统
\r\n1.Ramdisk
\r\nRamdisk是将一部分固定大小的内存当作分区来使用。
它并非一个实际的文件系统，而是一种将实际的文件系统装入内存的机制，并且可以作为根文件系统。
将一些经常被访问而又不会更改的文件（如只读的根文件系统）通过Ramdisk放在内存中，可以明显地提高系统的性能。
\r\n
在Linux的启动阶段，initrd提供了一套机制，可以将内核映像和根文件系统一起载入内存。
\r\n2.ramfs/tmpfs
\r\nRamfs是LinusTorvalds开发的一种基于内存的文件系统，工作于虚拟文件系统（VFS）层，不能格式化，可以创建多个，在创建时可以指定其最大能使用的内存大小。
（实际上，VFS本质上可看成一种内存文件系统，它统一了文件在内核中的表示方式，并对磁盘文件系统进行缓冲。
）
\r\nRamfs/tmpfs文件系统把所有的文件都放在RAM中，所以读/写操作发生在RAM中，可以用ramfs/tmpfs来存储一些临时性或经常要修改的数据，例如/tmp和/var目录，这样既避免了对Flash存储器的读写损耗，也提高了数据读写速度。
\r\nRamfs/tmpfs相对于传统的Ramdisk的不同之处主要在于：
不能格式化，文件系统大小可随所含文件内容大小变化。
\r\nTmpfs的一个缺点是当系统重新引导时会丢失所有数据。
\r\n3.网络文件系统NFS（NetworkFileSystem）
\r\nNFS是由Sun开发并发展起来的一项在不同机器、不同操作系统之间通过网络共享文件的技术。
在嵌入式Linux系统的开发调试阶段，可以利用该技术在主机上建立基于NFS的根文件系统，挂载到嵌入式设备，可以很方便地修改根文件系统的内容。
\r\n
以上讨论的都是基于存储设备的文件系统（memory-basedfilesystem），它们都可用作Linux的根文件系统。
实际上，Linux还支持逻辑的或伪文件系统（logicalorpseudofilesystem），例如procfs（proc文件系统），用于获取系统信息，以及devfs（设备文件系统）和sysfs，用于维护设备文件。
\r\n
\r\n
开发环境
\r\n
操作系统：
Ubuntu10.4（linuxkernel-v2.6.31）
\r\n
移植Linux内核版本：
2.6.30
\r\n
交叉编译工具：
arm-linux-gcc4.3.2
\r\n
文件系统制作工具：
Busybox-1.16.1
\r\n
\r\n
下载Busybox-1.16.1
\r\nBusybox-1.16.1的下载地址：
\r\n
\r\n
\r\n
配置Busybox
\r\n1.创建制作文件系统的根目录
\r\n
在提示符后输入：
\r\n
/opt#mkdirrootfs
\r\n2.解压busybox-1.16.1
\r\n
进入存放busybox-1.16.1压缩包文件的目录，在提示符后输入：
\r\n
/opt#tarjxvfbusybox-1.16.1.tar.ba2
\r\n3.进入busybox-1.16.1根目录，修改Makefile，修改ARCH和CROSS_COMPILE两变量的值
\r\nARCH?
=arm
\r\nCROSS_COMPILE?
=arm-linux-
\r\n4.通过busybox的配置菜单配置制作的文件系统
\r\n
在提示符后输入：
\r\n
/opt/busybox-1.16.1#makemenuconfig
\r\n
系统将弹出配置菜单，通过菜单选择需要的选项，如图1所示：
\r\n
\r\n
\r\n
\r\n
图1
\r\n
以下选项必须选择：
\r\nBusyboxSetting---
\r\nbuildoption--
\r\n
[]BuildBusyBoxasastaticbinary（nosharedlibs）
\r\n
[]BuildBusyBoxasapositionindependentexecutable（NEW）
\r\n
[]ForceNOMMUbuild
\r\n
[]Buildsharedlibbusybox
\r\n
[*]Produceabinaryforeachapplet,linkedagainstlibbusybox
\r\n
[*]Produceadditionalbusyboxbinarylinkedagainstlibbusybox
\r\n
[]BuildwithLargeFileSupport（foraccessingfiles2GB）
\r\n
（）CrossCompilerprefix
\r\n
（）AdditionalCFLAGS
\r\n
\r\nBusyboxSetting---
\r\ninstallationoption--
\r\n
[*]Don\'tuse/usr
\r\nAppletslinks（assoft-links）---
\r\n
（/opt/rootfs）BusyBoxinstallationprefix（该项输入编译安装路径，在此输入rootfs文件路径）
\r\n
\r\nBusyboxLibraryTuning---
\r\nMD5：
TradeBytesforSpeed
\r\n
[*]Faster/procscanningcode（+100bytes）
\r\n
[*]Supportfor/etc/networks
\r\n
[*]Supportfor/etc/networks
\r\n
[*]Additionaleditingkeys
\r\n
[*]vi-stylelineeditingcommands
\r\n
[*]Historysaving
\r\n
[*]Tabcompletion
\r\n
[*]Usernamecompletion
\r\n
[*]Fancyshellprompts
\r\n
\r\n
若出现如图2所示的错误：
\r\n
\r\n
\r\n
\r\n
图2
\r\n
请安装有关编译程序。
安装make,gcc,make-kpkg,运行menuconfig等等和编译内核相关的工具。
\r\n
有关命令如下：
\r\n
/opt#sudoapt-getinstallbuild-essentialkernel-packagelibncurses5-dev
\r\n
若安装不了，请检查/etc/apt/sources.list文件。
\r\n
\r\n
编译Busybox
\r\n
在提示符后输入：
\r\n
/opt/busybox-1.16.1#makeinstall
\r\n
在rootfs文件下会多了bin、sbin两个文件夹和一个linuxrc文件，如图3所示：
\r\n
\r\n
图3
\r\n
\r\n1.创建文件系统其它目录
\r\n
进入rootfs目录，在提示符后输入：
\r\n
/opt/rootfs#mkdirbootdevetchomelibmntprocrootsystmpvarusr
\r\n
建立其它基本的目录，如图4所示：
\r\n
\r\n
\r\n
\r\n
图4
\r\n
\r\n2.建立及复制文件系统所需的文件
\r\n1.在/rootfs/dev/目录下建立console和null节点文件（要root身份）
\r\n
若缺少这两个文件，在挂载文件系统时将会有报错信息，如图5所示：
\r\n
\r\n
图5
\r\n
进入/rootfs/dev/目录，在提示符后输入：
\r\n
/opt/rootfs/dev#mknod-m666consolec51
\r\n
/opt/rootfs/dev#mknod-m666nullc13
\r\n
如图6所示：
\r\n
\r\n
\r\n
\r\n
图6
\r\n
\r\n2.在/rootfs/etc/目录下建立fstab和inittab文件
\r\n
进入/rootfs/etc/目录，创建fstab文件，其内容如下：
\r\nnone/procprocdefaults00
\r\nnone/dev/ptsdevptsmode=062200
\r\ntmpfs/dev/shmtmpfsdefaults00
\r\n
\r\n
进入/rootfs/etc/目录，创建inittab文件，其内容如下：
\r\n
#[inittab]
\r\n
：
sysinit：
/etc/init.d/rcS
\r\n
：
askfirst：
-/bin/sh
\r\n
：
restart：
/sbin/init
\r\n
：
ctrlaltdel：
/sbin/reboot
\r\n
：
shutdown：
/bin/umount-a–r
\r\n
：
shutdown：
/sbin/swapoff–a
\r\n
最后在提示符下输入：
\r\n
/opt/rootfs/etc#chmod+xfstabinittab
\r\n
\r\n3.在/rootfs/etc/init.d/目录下建立rcS文件
\r\n
进入/rootfs/etc/目录，创建init.d目录，在该目录下创建rcS文件，其内容如下：
\r\n
#！
/bin/sh
\r\nexportPATH=/sbin：
/bin：
/usr/sbin：
/usr/bin
\r\necho\"running/etc/init.d/rcS\"
\r\n
\r\necho\"mount-tprocproc/proc\"
\r\nmount-tprocproc/proc
\r\n
\r\necho\"mount-tsysfs/sys/sys\"
\r\nmount-tsysfs/sys/sys
\r\n
#echo\"mount-ttmpfs/tmpfs/dev\"
\r\n
#/mount-ttmpfs/tmpfs/dev
\r\n
\r\n
#echo\"mountramfsfilesystemto/var\"
\r\n
#/mount-tramfsnone/var
\r\n
\r\n
#echo\"startingudevd.\"
\r\n
#/udevd--daemon
\r\n
#/udevstart
\r\n
\r\n
#ln-s/dev/rtc0/dev/rtc
\r\n
#/mount-tyaffs2/dev/mtdblock1/home/
\r\n
\r\n
#hostnameSBC6020
\r\n
#ifconfiglo127.0.0.1netmask255.0.0.0
\r\n
#ifconfigeth1192.192.192.200netmask255.255.255.0
\r\n
#ifconfigeth0hwether00：
11：
22：
33：
44：
55
\r\n
#ifconfigeth0192.168.0.1netmask255.255.255.0
\r\n
\r\n
#/opt/apache/bin/apachectlstart
\r\n
#exec/etc/init.d/rcS.local
\r\n
最后在提示符下输入：
\r\n
/opt/rootfs/etc/init.d#chmod+xrcS
\r\n
\r\n4.复制lib库文件
\r\n
/opt/rootfs#cp–rfv*.*/usr/local/arm/4.3.2/arm-none-linux-gnueab
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