构建Linux根文件系统

时间：2022-06-26 18:52:12

本章目标

l 了解Linux的文件系统层次标准(FHS)

l 了解根文件系统下各目录的作用

l 掌握构建根文件系统的方法：移植Busybox、构造各个目录、文件等

l 掌握制作yaffs、jffs2文件系统映象文件的方法

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17.1  Linux文件系统概述

17.1.1  Linux文件系统的特点

类似于Windows下的C、D、E等各个盘，Linux系统也可以将磁盘、Flash等存储设备划分为若干个分区，在不同分区存放不同类别的文件。与Windows的C盘类似，Linux一样要在一个分区上存放系统启动所必需的文件，比如内核映象文件(在嵌入式系统中，内核一般单独存放在一个分区中)、内核启动后运行的第一个程序(init)、给用户提供操作界面的shell程序、应用程序所依赖的库等。这些必需的、基本的文件，合称为根文件系统，它们存放在一个分区中。Linux系统启动后首先挂接这个分区──称为挂接(mount)根文件系统。其他分区上所有目录、文件的集合，也称为文件系统，比如我们常说：“挂接硬盘第二个分区”、“挂接硬盘第二个分区上的文件系统”。

Linux中并没有C、D、E等盘符的概念，它以树状结构管理所有目录、文件，其他分区挂接在某个目录上──这个目录被称为挂接点或安装点(mount point)，然后就可以通过这个目录来访问这个分区上的文件了。比如根文件系统被挂接在根目录“/”上后，在根目录下就有根文件系统的各个目录、文件：/bin、/sbin、/mnt等；再将其他分区挂接到/mnt目录上， /mnt目录下就有这个分区的各个目录、文件。

在一个分区上存储文件时，需要遵循一定的格式，这种格式称为文件系统类型，比如fat16、fat32、ntfs、ext2、ext3、jffs2、yaffs等。除这些拥有实实在在的存储分区的文件系统类型外，Linux还有几种虚拟的文件系统类型，比如proc、sysfs等，它们的文件并不存储在实际的设备上，而是在访问它们时由内核临时生成。比如proc文件系统下的uptime文件，读取它时可以得到两个时间值(用来表示系统启动后运行的时间秒数、空闲的时间秒数)，每次读取时都由内核即刻生成，每次读取结果都不一样。

“文件系统类型”常被简称为“文件系统”，比如“硬盘第二个分区上的文件系统是EXT2”──这时指的就是文件系统类型。所以“文件系统”这个术语，有时候指的是分区上的文件集合，有时候指的是文件系统类型，需要根据语境分辨，读者在阅读各类文献时需要注意这点。

 

17.1.2  Linux根文件系统目录结构

为了在安装软件时能够预知文件、目录的存放位置，为了让用户方便地找到不同类型的文件，在构造文件系统时，建议遵循FHS标准(Filesystem Hierarchy Standard，文件系统层次标准)。它定义了文件系统中目录、文件分类存放的原则、定义了系统运行所需的最小文件、目录的集合，并列举了不遵循这些原则的例外情况及其原因。FHS并不是一个强制的标准，但是大多的Linux、Unix发行版本遵循FHS。

本节根据FHS标准描述Linux根文件系统的目录结构，并不深入描述各个子目录的结构，读者可以自行阅读FHS标准了解这些内容。FHS文档可以从网站http://www.pathname.com/fhs/中下载。

Linux根文件系统中一般有如图17.1所示的几个目录。

 

图17.1 Linux根文件系统结构

下面依次讲述这几个目录的作用。

1. /bin目录

该目录下存放所有用户(包括系统管理员和一般用户)都可以使用的、基本的命令，这些命令在挂接其他文件系统之前就可以使用，所以/bin目录必须和根文件系统在同一个分区中。

/bin目录下常用的命令有：cat、chgrp、chmod、cp、ls、sh、kill、mount、umount、mkdir、mknod、[、test等。额外说明，[命令其实就是test命令，在脚本文件中“[ expr ]”就等价于“test expr”。

2. /sbin目录

该目录下存放系统命令，即只有管理员能够使用的命令，系统命令还可以存放在/usr/sbin、/usr/local/sbin目录下。/sbin目录中存放的是基本的系统命令，它们用于启动系统、修复系统等。与/bin目录相似，在挂接其他文件系统之前就可以使用/sbin，所以/sbin目录必须和根文件系统在同一个分区中。

/sbin目录下常用的命令有：shutdown、reboot、fdisk、fsck等。

不是急迫需要使用的系统命令存放在/usr/sbin目录下。本地安装的(Locally-installed)的系统命令存放在/usr/local/sbin目录下。

3. /dev目录

该目录下存放的是设备文件。设备文件是Linux中特有的文件类型，在Linux系统下，以文件的方式访问各种外设，即通过读写某个设备文件操作某个具体硬件。比如通过“/dev/ttySAC0”文件可以操作串口0，通过“/dev/mtdblock1”可以访问MTD设备(NAND Flash、NOR Flash等)的第2个分区。

设备文件有两种：字符设备和块设备。在PC上执行命令“ls /dev/ttySAC0 /dev/hda1 -l”可以看到如下结果。其中首行的字母“b”、“c”表示这是一个块设备文件或字符设备文件；“3,   1”、“4,  64”表示设备文件的主、次设备号；主设备号用来表示这是哪类设备，次设备号用来表示这是这类设备中的哪个。

brwxrwxr-x    1 root     49         3,   1 Oct  9  2005 /dev/hda1

crwxrwxr-x    1 root     root       4,  64 Sep 24  2007 /dev/ttySAC0

 

设备文件可以使用mknod命令创建，比如：

mknod /dev/ttySAC0 c 4 64

mknod /dev/hda1 b 3 1

 

/dev的创建有3种方法：

（1）手动创建。

在制作根文件系统的时候，就在/dev目录下创建好要使用的设备文件，比如ttySAC0等。系统挂接根文件系统后，就可以使用/dev目录下的设备文件了。

（2）使用devfs文件系统：这种方法已经过时

在以前的内核中，有一个配置选项CONFIG_DEVFS_FS，它用来将虚拟文件系统devfs挂接在/dev目录上，各个驱动程序注册时会在/dev目录下自动生成各种设备文件。这就免去了手动创建设备文件的麻烦，在制作根文件系统时，/dev目录可以为空。

使用devfs比手动创建设备节点带来很多便利，但是它仍有一些无法克服的缺点，比如：

① 不确定的设备映射：

比如USB接口连接两台打印机A和B，在都开机的情况下以/dev/usb/lp0访问A、以/dev/usb/lp1访问B。但是假如A没有上电，则系统启动时会根据扫描到的设备的顺序，以/dev/usb/lp0访问B。

② 没有足够的主/次设备号：

主次设备号是两个8位的数字，它们并不足以与日益增加的外设一一对应。

③ 命名不够灵活：

由于devfs由内核创建设备节点，当想重新修改某个设备的名字时需要修改、编译内核。

④ devfs消耗大量的内存

由于这些缺点，在linux 2.3.46引入devfs之后，又在linux 2.6.13后面的版本中移除了devfs，而使用udev机制代替。

 

（3）udev。

udev是个用户程序(u 是指user space，dev是指device)，它能够根据系统中硬件设备的状态动态地更新设备文件，包括设备文件的创建，删除等。

使用udev机制也不需要在/dev目录下创建设备节点，它需要一些用户程序的支持，并且内核要支持sysfs文件系统。它的操作相对复杂，但是灵活性很高。

在busybox中有一个mdev命令，它是udev命令的简化版本。

 

4. /etc目录。

如表17.1、17.2所示，该目录下存放各种配置文件。对于PC上的Linux系统，/etc目录下目录、文件非常多，比如下面两个表格所列出来的。这些目录、文件都是可选的，它们依赖于系统中所拥有的应用程序，依赖于这些程序是否需要配置文件。在嵌入系统中，这些内容可以大为精减。

表17.1                       

/etc目录下的子目录

目录 描述
opt 用来配置/opt下的程序(可选)
X11

 用来配置X Window(可选)

sgml

用来配置SGML(可选)

xml

用来配置XML(可选)



表17.2    

 /etc目录下的文件

文件 描述
export 用来配置NFS文件系统(可选)
fstab 用来指明当执行“mount -a”时，需要挂接的文件系统(可选)
mtab 用来显示已经加载的文件系统，通常是/proc/mounts的链接文件(可选)
ftpusers 启动FTP服务时，用来配置用户的访问权限(可选)
group 用户的组文件(可选)
inittab init进程的配置文件(可选)


 
ld.so.conf
 其他共享库的路径(可选)
passwd 密码文件(可选)


5. /lib目录 

该目录下存放共享库和可加载模块(即驱动程序)，其中的共享库用于启动系统、运行根文件系统中的可执行程序，比如/bin、/sbin目录下的程序。其他不是根文件系统所必需的库文件可以放在其他目录，比如/usr/lib、/usr/X11R6/lib、/var/lib等。

表17.3是/lib目录中的内容。

表17.3                           

/lib目录中的内容

目录/文件 描述
libc.so.* 动态连接C库(可选)
ld* 连接器、加载器(可选)
modules 内核可加载模式存放的目录(可选)


6. /home目录 

用户目录，它是可选的。对于每个普通用户，在/home目录下都有一个以用户名命名的子目录，里面存放用户相关的配置文件。

 

7. /root目录

根用户(用户名为root)的目录，与此对应，普通用户的目录是/home下的某个子目录。

 

8. /usr目录

/usr目录的内容可以存在另一个分区中，在系统启动后再挂接到根文件系统中的/usr目录下。里面存放的是共享的、只读的程序和数据，这表明/usr目录下的内容可以在多个主机间共享──这要这些主机也是符合FHS标准的，/usr中的文件应该是只读的，其他主机相关的、可变的文件应该保存在其他目录下，比如/var。

/usr目录通常包含如下内容，嵌入式系统中，这些内容可以进一步精减。/usr目录中的内容如表17.4所示。

表17.4                              

/usr目录中的内容

目录 描述
bin 很多用户命令存放在这个目录下
include C程序的头文件，这在PC上进行开发时才用到，在嵌入式系统中不需要
lib 库文件
local 本地目录
sbin 非必需的系统命令(必需的系统命令放在/sbin目录下)
share 架构无关的数据
X11R6 XWindow系统
games 游戏
src 源代码


9. /var目录 

与/usr目录相反，/var目录中存放可变的数据，比如spool目录(mail、news、打印机等用的)， log文件、临时文件。

 

10. /proc目录

这是一个空目录，常作为proc文件系统的挂接点。proc文件系统是个虚拟的文件系统，它没有实际的存储设备，里面的目录、文件都是由内核临时生成的，用来表示系统的运行状态，也可以操作其中的文件控制系统。

系统启动后，使用以下命令挂接proc文件系统(常在/etc/fstab进行设置以自动挂接)：

# mount –t proc none /proc

 

11. /mnt目录

用于临时挂接某个文件系统的挂接点，通常是空目录；也可以在里面创建一些空的子目录，比如/mnt/cdram、/mnt/hda1等，用来临时挂接光盘、硬盘。

 

12. /tmp目录

用于存放临时文件，通常是空目录。一些需要生成临时文件的程序要用到/tmp目录，所以/tmp目录必须存在并可以访问。

为减少对Flash的操作，当在/tmp目录上挂接内存文件系统，如下：

# mount –t tmpfs none /tmp

 

 

17.1.3  Linux文件属性介绍

Linux系统有如表17.5所示的几种文件类型。

表17.5                             

Linux文件类型

文件类型 描述
普通文件 这是最常见的文件类型
目录文件 目录也是一种文件
字符设备文件 用来访问字符设备
块设备文件 用来访问块设备
FIFO 用于进程间的通信，也称为命名管道
套接口 用于进程间的网络通信
连接文件 它指向另一个文件，有软连接、硬连接


使用“ls -lih”命令可以看到各个文件的具体信息，下面选取这几种文件，列出它们的信息： 

228883 -rw-r--r--    2 root     root            6 Sep 27 22:10 readme.txt

228884 lrwxrwxrwx    1 root     root           10 Sep 27 22:11 ln_soft -> readme.txt

 228883 -rw-r--r--    2 root     root            6 Sep 27 22:10 ln_hard

 228882 drwxr-xr-x    2 root     root         4.0K Sep 27 22:10 tmp_dir

 228880 crw-r--r--    1 root     root       4,  64 Sep 27 22:09 ttySAC0

 228881 brw-r--r--    1 root     root      31,   0 Sep 27 22:09 mtdblock0

 228885 prw-r--r--    1 root     root            0 Sep 27 22:16 my_fifo

343929 srwxr-xr-x    1 root     root            0 May 20  2006 klaunchertIdhOa.slave-socket

除设备文件ttySAC0、mtdblock0外，这些信息都分为8个字段，比如：

228883 -rw-r--r--    2 root     root            6 Sep 27 22:10 readme.txt

字段1     2         3  4        5              6      7          8

它们的意义如下：

（1）字段1：文件的索引节点inode

索引节点里存放一个文件的上述信息，比如文件大小、属主、归属的用户组、读写权限等，并指明文件的实际数据存放的位置。

（2）字段2：文件种类和权限

这字段共分10位，格式如下：

图17.2 文件类型及属性

构建Linux根文件系统

文件类型有7种，“-”表示普通文件，“d”表示目录，“c”表示字符设备，“b”表示块设备，“p”表示FIFO(即管道)，“l”表示软连接(也称符号连接)，“s”表示套接口(socket)。

没有专门的符号来表示“硬连接”类型，硬连接也是普通文件，只不过文件的实际内容只有一个副本，连接文件、被连接文件都指向它。比如上面的ln_hard文件是使用命令“ln readme.txt ln_hard”创建出来的到readme.txt文件的硬连接，readme.txt和ln_hard的地位完全一致，它们都指向文件系统中的同一个位置，它们的“硬连接个数”都是2，表示这个文件的实际内容被引用两次──可以从上面的文件信息中看到这两个文件的inode都是228883。

硬连接文件的引入作用有二：使得可以用别名来引用一个文件，避免文件被误删除──只有当硬连接个数为1时，对一个文件执行删除操作才会真正删除文件的副本。但是它有如下缺点：不能创建到目录的连接，被连接文件和连接文件必须在同一个文件系统中。对此，引入软连接，也称符号连接，软连接只是简单地指向一个文件(可以是目录)，并不增加它的硬连接个数。比如上面的ln_soft文件就是使用命令“ln -s readme.txt ln_hard”创建出来的到readme.txt文件的软连接，它使用另一个inode。

剩下的9位分为3组，分别用来表示文件拥有者、同一个群组的用户、其他用户对这个文件的访问权限。每组权限由rwx三位组成，表示可读、可写、可执行。如果某一位被设为“-”，则表示没有相应的权限，比如“rw-”表示只有读写权限，没有执行权限。

（3）字段3：硬连接个数，这在上面已经提到。

（4）字段4：文件拥有者

（5）字段5：所属群组

（6）字段6：文件或目录的大小

（7）字段7：最后访问或修改时间

（8）字段8：文件名或目录名

 

对于设备文件，字段6表示主设备号，字段7表示次设备号。

 

17.2  移植Busybox

所谓制作根文件系统，就是创建上节提到的各种目录，并且在里面创建各种文件。比如在/bin、/sbin目录下存放各种可执行程序，在/etc目录下存放配置文件，在/lib目录下存放库文件。这节讲述如何使用Busybox来创建/bin、/sbin等目录下的可执行文件。

17.2.1  Busybox概述

Busybox是一个遵循GPL v2协议的开源项目。Busybox将众多的UNIX命令集合进一个很小的可执行程序中，可以用来替换GNU fileutils、shellutils等工具集。Busybox中各种命令与相应的GNU工具相比，所能提供的选项较少，但是能够满足一般应用。Busybox为各种小型的或者嵌入式系统提供了一个比较完全的工具集。

Busybox在编写过程对文件大小进行的优化，并考虑了系统资源有限(比如内存等)的情况。与一般的GNU工具集动辄几M的体积相比，动态连接的Busybox只有几百K，即使静态连接也只有1M左右。Busybox按模块进行设计，可以很容易地加入、去除某些命令，或增减命令的某些选项。

在创建一个最小的根文件系统时，使用Busybox的话，只需要在/dev目录下创建必要的设备节点、在/etc目录下创建一些配置文件就可以了──当然，如果Busybox使用动态连接，还要在/lib目录下包含库文件。

Busybox支持uClibc库和glibc库，对Linux 2.2.x之后的内核支持良好。

Busybox的官方网站是http://www.busybox.net/，源码可以从http://www.busybox.net/downloads/下载，本书使用busybox-1.7.0.tar.bz2。

 

17.2.2  init进程介绍及用户程序启动过程

本节介绍Linux系统中用户程序启动的一些基础知识，读者可以直接阅读下一节开始移植Busybox。

init进程是由内核启动的第一个(也是唯一的一个)用户进程(进程ID为1)，它根据配置文件决定启动哪些程序，比如执行某些脚本、启动shell、运行用户指定的程序等。init进程是后续所有进程的发起者，比如init进程启动/bin/sh程序后，才能够在控制台上输入各种命令。

init进程的执行程序通常是/sbin/init，上面讲述的init进程的作用只不过是/sbin/init这个程序的功能。我们完全可以编写自己的/sbin/init程序，或者传入命令行参数“init=xxxxx”指定某个程序作为init进程运行。

一般而言，在Linux系统有两种init程序：BSD init和System V init。BSD和System V是两种版本的UNIX系统。这两种init程序各有优缺点，现在大多Linux的发行版本使用System V init。但是在嵌入式领域，通常使用Busybox集成的init程序，下面基于它进行讲解。

1. 内核如何启动init进程

内核启动的最后一步就是启动init进程，代码在init/main.c文件中：

748 static int noinline init_post(void)

749 {

……

756     if (sys_open((const char __user *) "/dev/console", O_RDWR, 0) < 0)

757         printk(KERN_WARNING "Warning: unable to open an initial console.\n");

758

759     (void) sys_dup(0);

760     (void) sys_dup(0);

761

762     if (ramdisk_execute_command) {

763         run_init_process(ramdisk_execute_command);

764         printk(KERN_WARNING "Failed to execute %s\n",

765                 ramdisk_execute_command);

766     }

……

774     if (execute_command) {

775         run_init_process(execute_command);

776         printk(KERN_WARNING "Failed to execute %s.  Attempting "

777                     "defaults...\n", execute_command);

778     }

779     run_init_process("/sbin/init");

780     run_init_process("/etc/init");

781     run_init_process("/bin/init");

782     run_init_process("/bin/sh");

783

784     panic("No init found.  Try passing init= option to kernel.");

785 }

786

代码并不复杂，其中的run_init_process函数使用它的参数所指定的程序来创建一个用户进程。需要注意，一旦run_init_process函数创建进程成功，它将不会返回。

内核启动init进程的过程如下：

（1） 打开标准输入、标准输出、标准错误设备。

Linux中最先打开的3个文件分别称为标准输入(stdin)、标准输出(stdout)、标准错误(stderr)，它们对应的文件描述符分别为0、1、2。所谓标准输入就是在程序中使用scanf(……)、fscanf(stdin, ……)获取数据时，从哪个文件(设备)读取数据；标准输出、标准错误都是输出设备，前者对应printf(……)、fprintf(stdout, ……)，后者对应fprintf(stderr, ……)。

第756行尝试打开/dev/console设备文件，如果成功，它就是init进程标准输入设备。

第759、760将文件描述符0复制给文件描述符1、2，所以标准输入、标准输出、标准错误都对应同一个文件(设备)。

在移植Linux内核时，如果发现打印出“Warning: unable to open an initial console.”，其原因大多是：根文件系统虽然被正确挂接了，但是里面的内容不正确──要么没有/dev/console这个文件，要么它没有对应的设备。

 

（2） 如果ramdisk_execute_command变量指定了要运行的程序，启动它。

ramdisk_execute_command的取值(代码也在init/main.c中)分3种情况：

① 如果命令行参数中指定了“rdinit=……”，则ramdisk_execute_command等于这个参数指定的程序。

② 否则，如果/init程序存在，ramdisk_execute_command就等于“/init”。

③ 否则，ramdisk_execute_command为空。

本书所用的命令行没有设定“rdinit=……”，根文件系统中也没有/init程序，所以ramdisk_execute_command为空，第763～765这几行的代码不执行。

 

（3） 如果execute_command变量指定了要运行的程序，启动它。

如果命令行参数中指定了“init=……”，则execute_command等于这个参数指定的程序，否则为空。

本书所用的命令行没有设定“init=……”，所以第775～777这几行的代码不执行。

 

（4） 依次尝试执行/sbin/init、/etc/init、/bin/init、/bin/sh。

第779行执行/sbin/init程序，这个程序在我们的根文件系统中是存在的，所以init进程所用的程序就是/sbin/init。从此系统的控制权交给/sbin/init，不再返回init_post函数中。

run_init_process函数也在init/main.c中，代码如下：

184 static char * argv_init[MAX_INIT_ARGS+2] = { "init", NULL, };

185 char * envp_init[MAX_INIT_ENVS+2] = { "HOME=/", "TERM=linux", NULL, };

……

739 static void run_init_process(char *init_filename)

740 {

741     argv_init[0] = init_filename;

742     kernel_execve(init_filename, argv_init, envp_init);

743 }

744

所以执行/sbin/init程序时，它的环境参数为“"HOME=/", "TERM=linux"”。

 

2. Busybox init进程的启动过程

Busybox init程序对应的代码在init/init.c文件中，下面以busybox-1.7.0为例进行讲解。

先概述其流程，再结合一个/etc/inittab文件讲述init进程的启动过程。

（1）Busybox init程序流程。

流程图如图17.3所示，其中与构建根文件系统关系密切的是控制台的初始化、对inittab文件的解释及执行。

图17.3 Busybox init程序流程图

 构建Linux根文件系统

内核启动init进程时已经打开“/dev/console”设备作为控制台，一般情况下Busybox init程序就使用/dev/console。但是如果内核启动init进程的同时设置了环境变量CONSOLE或console，则使用环境变量所指定的设备。在Busybox init程序中，还会检查这个设备是否可以打开，如果不能打开则使用“/dev/null”。

Busybox init进程只是作为其他进程的发起者和控制者，并不需要控制台与用户交互，所以init进程会把它关掉──系统启动后运行命令“ls /proc/1/fd/”可以看到该目录为空。init进程创建其他子进程时，如果没有在/etc/inittab中指明它的控制台，则使用前面确定的控制台。

 

/etc/inittab文件的相关文档和示例代码都在Busybox的examples/inittab文件中。

如果存在/etc/inittab文件，Busybox init程序解析它，然后按照它的指示创建各种子进程；否则使用默认的配置创建子进程。

/etc/inittab文件中每个条目用来定义一个子进程，并确定它的启动方法。格式如下：

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

例如：

ttySAC0::askfirst:-/bin/sh

对于Busybox init程序，上述各个字段作用如下：

① <id>：表示这个子进程要使用的控制台(即标准输入、标准输出、标准错误设备)。如果省略，则使用与init进程一样的控制台。

② <runlevels>：对于Busybox init程序，这个字段没有意义，可以省略。

③ <action>：

表示init进程如何控制这个子进程，有如表17.6所示的8种取值：

表17.6                  /etc/inittab文件中<action>字段的意义

action名称 执行条件 说明
sysinit 系统启动后最先执行 只执行一次，init进程等待它结束才继续执行其他动作

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他动作
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
askfirst 启动完respawn进程后 与respawn类似，不过init进程先输出“Please press Enter to activate this console.”，等用户输入回车键之后才启动子进程。
shutdown 当系统关机时 即重启、关闭系统命令时
restart Busybox中配置了CONFIG_FEATURE_USE_INITTAB，并且init进程接收到SIGHUP信号时 先重新读取、解析/etc/inittab文件，再执行restart程序
ctrlaltdel 按下Ctrl+Alt+Delete组合键时  


④ <process>：要执行的程序，它可以是可执行程序，也可以是脚本。 

如果<procss>字段前有“-”字符，这个程序被称为“交互的”。

 

在/etc/inittab文件文件的控制下，init进程的行为总结如下：

① 在系统启动前期，init进程首先启动<action>为sysinit、wait、once的3类子进程。

② 在系统正常运行期间，init进程首先启动<action>为respawn、askfirst的两类子进程，并监视它们，发现某个子进程退出时重新启动它。

③ 在系统退出时，执行<action>为shutdown、restart、ctrlaltdel的3类子进程(之一或全部)。

 

如果根文件系统中没有/etc/inittab文件，Busybox init程序将使用如下默认的inittab条目：

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

::askfirst:/bin/sh

tty2::askfirst:/bin/sh

tty3::askfirst:/bin/sh

tty4::askfirst:/bin/sh

::ctrlaltdel:/sbin/reboot

::shutdown:/sbin/swapoff -a

::shutdown:/bin/umount -a -r

::restart:/sbin/init

 

（2）/etc/inittab实例。

仿照Busybox的examples/inittab文件，创建一个inittab文件，内容如下：

# /etc/inittab

# 这是init进程启动的第一个子进程，它是一个脚本，可以在里面指定用户想执行的操作

# 比如挂接其他文件系统、配置网络等

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

 

# 启动shell，以/dev/ttySAC0作为控制台

ttySAC0::askfirst:-/bin/sh

 

# 按下Ctrl+Alt+Delete之后执行的程序，不过在串口控制台中无法输入Ctrl+Alt+Delete组合键

::ctrlaltdel:/sbin/reboot

# 重启、关机前执行的程序

::shutdown:/bin/umount -a -r

 

17.2.3  编译/安装Busybox

从http://www.busybox.net/downloads/下载busybox-1.7.0.tar.bz2。

使用如下命令解压得到busybox-1.7.0目录，里面就是所有的源码：

$ tar xjf busybox-1.7.0.tar.bz2

 

Busybox集合了几百个命令，在一般系统中并不需要全部使用。可以通过配置Busybox来选择这些命令、定制某些命令的功能(选项)、指定Busybox的连接方法(动态连接还是静态连接)、指定Busybox的安装路径。

1.  配置Busybox。

在busybox-1.7.0目录下执行“make menuconfig”命令即可进入配置界面。Busybox将所有配置项分类存放，表17.7列出了这些类别，其中的“说明”是针对嵌入式系统而言的：

表17.7                         Busybox配置选项分类

配置项类型 说明
Busybox Settings Busybox的一些总体设置，里面分为下面5个子类

Busybox Settings --->

General Configuration

 一些通用的设置，一般不需要理会

Busybox Settings --->

Build Options

 连接方式、编译选项等

Busybox Settings --->

Debugging Options

 调试选项，使用Busybox时将打印一些调试信息。一般不选。

Busybox Settings --->

Installation Options

 Busybox的安装路径，不需设置，可以在命令行中指定

Busybox Settings --->

Busybox Library Tuning

 Busybox的性能微调，比如设置在控制台上可以输入的最大字符个数，一般使用默认值即可
Archival Utilities 各种压缩、解压缩工具，根据需要选择相关命令
Coreutils 核心的命令，比如ls、cp等。
Console Utilities 控制台相关的命令，比如清屏命令clear等。只是提供一些方便而已，可以不理会。
Debian Utilities Debian命令(Debian是Linux的一种发行版本)，比如which命令可以用来显示一个命令的完整路径。
Editors 编辑命令，一般都选中vi
Finding Utilities 查找命令，一般不用
Init Utilities init程序的配置选项，比如是否读取inittab文件。使用默认配置即可。
Login/Password Management Utilities 登录、用户帐号/密码等方面的命令
Linux Ext2 FS Progs Ext2文件系统的一些工具
Linux Module Utilities 加载/卸载模块的命令，一般都选中
Linux System Utilities 一些系统命令，比如显示内核打印信息的dmesg命令、分区命令fdisk等。
Miscellaneous Utilities 一些不好分类的命令
Networking Utilities 网络方面的命令，可以选择一些可以方便调试的命令，比如telnetd、ping、tftp等。
Process Utilities 进程相关的命令，比如查看进程状态的命令ps、查看内存使用情况的命令free、发送信号的命令kill、查看最消耗CPU资源的前几个进程的命令top等。为方便调试，可以都选中。
Shells 有多种shell，比如msh、ash等。一般选择ash。
System Logging Utilities 系统记录(log)方面的命令
Runit Utilities 本书没有用到
ipsvd utilities 监听TCP、DPB端口，发现有新的连接时启动某个程序
   

 本节使用默认配置，执行“make menuconfig”后退出、保存配置即可。

下面只讲述一些常用的选项，以便读者参考。Busybox的配置过程大多是选择、去除各种命令，一目了然。

（1）Busybox的性能微调。

设置TAB键补全，比如在控制给上输入一个“ifc”后按TAB键，它会补全为“ifconfig”。如下配置：

Busybox Settings  --->

    Busybox Library Tuning  --->

        [*]   Tab completion

 

（2）连接/编译选项。

以下选项指定是否使用静态连接：

Build Options  --->

    [ ] Build BusyBox as a static binary (no shared libs)

使用glibc时，如果静态编译Buxybox会提示以下警告信息，表示会出现一些莫名其秒的问题：

#warning Static linking against glibc produces buggy executables

所以，本书使用动态连接的Busybos，在构造根文件系统时需要在/lib目录下放置glibc库文件。

 

（3）Archival Utilities选项。

选择tar命令：

Archival Utilities  --->

    [*] tar

    [*]     Enable archive creation

    [*]     Enable -j option to handle .tar.bz2 files

    [*]     Enable -X (exclude from) and -T (include from) options)

    [*]     Enable -z option

    [*]     Enable -Z option

    [*]     Enable support for old tar header format

    [*]     Enable support for some GNU tar extensions

    [*]     Enable long options

 

（4）Linux Module Utilities选项。

要使用可加载模块，下面的配置要选上：

Linux Module Utilities  --->    

    [*] insmod

    [*]   Module version checking

    [*]   Add module symbols to kernel symbol table

    [*]   In kernel memory optimization (uClinux only)

    [*]   Enable load map (-m) option

    [*]     Symbols in load map

    [*] rmmod

    [*] lsmod

    [*] Support version 2.6.x Linux kernels

（5）Linux System Utilities选项。

支持mdev，这可以很方便地构造/dev目录，并且可以支持热拔插设备。另外，为方便调试，选中mount、umount命令，并让mount命令支持NFS(网络文件系统)。

Linux System Utilities  --->

    [*] mdev

    [*]   Support /etc/mdev.conf

    [*]     Support command execution at device addition/removal

    [*] mount

    [*]     Support mounting NFS file systems

    [*] umount

    [*]   umount -a option

 

（6）Networking Utilities选项。

除其他默认配置外，增加ifconfig命令：

Networking Utilities  --->

    [*] ifconfig

    [*]     Enable status reporting output (+7k)

    [ ]     Enable slip-specific options "keepalive" and "outfill"

    [ ]     Enable options "mem_start", "io_addr", and "irq"

    [*]     Enable option "hw" (ether only)

    [*]     Set the broadcast automatically

 

2.  编译和安装Busybox

编译之前，先修改Busybox根目录的Makefile，使用交叉编译器：

175 ARCH            ?= $(SUBARCH)

176 CROSS_COMPILE   ?=

改为：

175 ARCH            ?= arm

176 CROSS_COMPILE   ?= arm-linux-

 

然后可执行“make”命令编译Busybox。

最后是安装，执行“make CONFIG_PREFIX=dir_path install”就可以将Busybox安装在dir_name指定的目录下。执行以下命令在/work/nfs_root/fs_mini目录下安装Busybox：

$ make CONFIG_PREFIX=/work/nfs_root/fs_mini install

 

一切完成后，将在/work/nfs_root/fs_mini目录下生成如下文件、目录：

drwxr-xr-x 2 book book 4096 2008-01-22 06:56 bin

lrwxrwxrwx 1 book book   11 2008-01-22 06:56 linuxrc -> bin/busybox

drwxr-xr-x 2 book book 4096 2008-01-22 06:56 sbin

drwxr-xr-x 4 book book 4096 2008-01-22 06:56 usr

 

其中linuxrc和上面分析的/sbin/init程序功能完全一样；其他目录下是各种命令，不过它们都是到/bin/busybox的符号连接，比如/work/nfs_root/fs_mini/sbin目录下：

lrwxrwxrwx 1 book book 14 2008-01-22 06:56 halt -> ../bin/busybox

lrwxrwxrwx 1 book book 14 2008-01-22 06:56 ifconfig -> ../bin/busybox

lrwxrwxrwx 1 book book 14 2008-01-22 06:56 init -> ../bin/busybox

lrwxrwxrwx 1 book book 14 2008-01-22 06:56 insmod -> ../bin/busybox

lrwxrwxrwx 1 book book 14 2008-01-22 06:56 klogd -> ../bin/busybox

……

除bin/busybox外，其他文件都是到bin/busybox的符号连接──busybox是所有命令的集合体，这些符号连接文件可以直接运行。比如在开发板上，运行“ls”命令和“busybox ls”命令是一样的。

 

 

17.3  使用glibc库

在第二章制作交叉编译工具链时，已经生成了glibc库，可以直接使用它来构建根文件系统。

17.3.1  glibc库的组成

第二章制作的交叉编译工具链中，glibc库的位置是/work/tools/gcc-3.4.5-glibc-2.3.6/arm-linux/lib。

需要澄清一点，这个目录下的文件并非都属于glibc库，比如crt1.o、libstdc++.a等文件是GCC工具本身生成的。本书不区分它们的来源，统一处理。

里面的目录、文件可以分为8类：

① 加载器ld-2.3.6.so、ld-linux.so.2：

动态程序启动前，它们被用来加载动态库。

② 目标文件(.o)：

比如crt1.o、crti.o、crtn.o、gcrt1.o、Mcrt1.o、Scrt1.o等。在生成应用程序时，这些文件像一般的目标文件一样被连接。

③ 静态库文件(.a)：

比如静态数学库libm.a、静态c++库libstdc++.a等，编译静态程序时会连接它们。

④ 动态库文件(.so、.so.[0-9]*)：

比如动态数学库libm.so、动态c++库libstdc++.so等，它们可能是一个链接文件。编译动态库时会用到这些文件，但是不会连接它们──在运行时才连接。

⑤ libtool库文件(.la)：

在连接库文件时，这些文件会被用到，比如它们列出了当前库文件所依赖的其他库文件。程序运行时无需这些文件。

⑥ gconv目录：

里面是有头字符集的动态库，比如ISO8859-1.so、GB18030.so等。

⑦ ldscripts目录：

里面是各种连接脚本，在编译应用程序时，它们被用样指定程序的运行地址、各段的位置等。

⑧ 其他目录及文件

 

17.3.2  安装glibc库

在开发板上只需要加载器和动态库，假设要构建的根文件系统目录为/work/nfs_root/fs_mini，如下操作即可：

$ mkdir -p /work/nfs_root/fs_mini/lib

$ cd /work/tools/gcc-3.4.5-glibc-2.3.6/arm-linux/lib

$ cp *.so* /work/nfs_root/fs_mini/lib –d

 

上面复制的库文件不是每个都会被用到，可以根据应用程序对库的依赖关系保留需要用到的。通过ldd命令可以查看一个程序会用到哪些库，主机自带的ldd命令不能查看交叉编译出来的程序，有两种替代方法：

① 如果有uClibc-0.9.28的代码，可以进入utils子目录生成ldd.host工具：

$ cd uClibc-0.9.28/utils

$ make ldd.host

然后将生成的ldd.host放到主机/usr/local/bin目录下即可使用。

比如对于动态连接的Busybox，它的库依赖关系如下：

$ ldd.host busybox

        libcrypt.so.1 => /lib/libcrypt.so.1 (0x00000000)

        libm.so.6 => /lib/libm.so.6 (0x00000000)

        libc.so.6 => /lib/libc.so.6 (0x00000000)

        /lib/ld-linux.so.2 => /lib/ld-linux.so.2 (0x00000000)

这表示Busybox要使用的库文件有libcrypt.so.1、libm.so.6、libc.so.6，加载器为/lib/ld-linux.so.2(实际上在交叉工具链目录下，加载器为ld-linux.so.2)。上面的“not found”表示主机上没有这个文件──这没关系，单板的根文件系统上有就行。

 

② 可以使用以下命令：

$ arm-linux-readelf -a "your binary" | grep "Shared"

 

比如对于动态连接的Busybox，它的库依赖关系如下：

$ arm-linux-readelf -a ./busybox | grep "Shared"

 0x00000001 (NEEDED)                     Shared library: [libcrypt.so.1]

 0x00000001 (NEEDED)                     Shared library: [libm.so.6]

 0x00000001 (NEEDED)                     Shared library: [libc.so.6]

 

里面没有列出加载器，构造根文件系统时，它也要复制进去。

 

17.4  构建根文件系统

上面两节在介绍了如何安装Busbybox、C库，建立了bin/、sbin/、usr/bin/、usr/sbin/、lib/等目录──最小根文件系统的大部分目录、文件已经建好。本节介绍剩下的部分，假设单板的根文件系统在主机上的目录为/work/nfs_root/fs_mini。

17.4.1  构建etc目录

init进程根据/etc/inittab文件来创建其他子进程，比如调用脚本文件配置IP地址、挂接其他文件系统，最后启动shell等。

etc目录下的内容取决于要运行的程序，本节只需要创建3个文件：etc/inittab、etc/init.d/rcS、etc/fstab。

1.  创建etc/inittab文件

仿照Busybox的examples/inittab文件，在/work/nfs_root/fs_mini/etc目录下创建一个inittab文件，内容如下(其中各行的意义在第17.2.2节的最后有说明)：

# /etc/inittab

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

ttySAC0::askfirst:-/bin/sh

::ctrlaltdel:/sbin/reboot

::shutdown:/bin/umount -a –r

 

2.  创建etc/init.d/rcS文件

这是一个脚本文件，可以在里面添加想自动执行命令。以下命令完成配置IP地址、挂接/etc/fstab指定的文件系统：

#!/bin/sh

ifconfig eth0 192.168.1.17

mount -a

第一行表示这是一个脚本文件，运行时使用/bin/sh解析。

第二行用来配置IP地址。

第三行挂接/etc/fstab文件指定的所有文件系统。

最后，还要改变它的属性，使它能够执行：

chmod +x etc/init.d/rcS

 

3.  创建etc/fstab文件

内容如下，表示执行“mount -a”命令后将挂接proc、tmpfs文件系统：

# device     mount-point    type   options        dump  fsck order

proc           /proc        proc   defaults        0     0

tmpfs          /tmp         tmpfs  defaults        0     0

 

/etc/fstab文件被用来定义文件系统的“静态信息”，这些信息被用来控制mount命令的行为。文件中各字段意义如下：

① device：要挂接的设备

比如/dev/hda2、/dev/mtdblock1等设备文件；也可以是其他格式，比如对于proc文件系统这个字段没有意义，可以是任意值；对于NFS文件系统，这个字段为<host>:<dir>。

② mount-point：挂接点

③ type：文件系统类型

比如proc、jffs2、yaffs、ext2、nfs等；也可以是auto，表示自动检测文件系统类型。

④ options：挂接参数，以逗号隔开。

/etc/fstab的作用不仅仅是用来控制“mount -a”的行为，即使是一般的mount命令也受它控制，这可以从表17.8的参数看到。除与文件系统类型相关的参数外，常用的有以下几种取值：

表17.8                         /etc/fstab参数字段常用的取值

参数名 说明 默认值
auto
noauto

决定执行“mount -a”时是否自动挂接。

auto：挂接；noauto：不挂接

 auto
user
nouser

user：允许普通用户挂接设备；

nouser：只允许root用户挂接设备

 nouser
exec
noexec

exec：允许运行所挂接设备上的程序

noexec：不允许运行所挂接设备上的程序

 exec
Ro 以只读方式挂接文件系统  
rw 以读写方式挂接文件系统  
sync
async

sync：修改文件时，它会同步写入设备中；

async：不会同步写入

 sync
defaults rw、suid、dev、exec、auto、nouser、async等的组合  


⑤ dump和fsck order：用来决定控制dump、fsck程序的行为。 

dump是一个用来备份文件的程序，fsck是一个用来检查磁盘的程序。要想了解更多信息，请阅读它们的man手册。

dump程序根据dump字段的值来决定这个文件系统是否需要备份，如果没有这个字段，或其值为0，则dump程序忽略这个文件系统。

fsck程序根据fsck order字段来决定磁盘的检查顺序，一般来说对于根文件系统这个字段设为1，其他文件系统设为2。如果设为0，则fsck程序忽略这个文件系统。

 

17.4.2  构建dev目录

本节使用两种方法构建dev目录。

1.  静态创建设备文件

为简单起见，本书先使用最原始的方法处理设备：在/dev目录下静态创建各种节点(即设备文件)。

从系统启动过程可知，涉及的设备有：/dev/mtdblock*(MTD块设备)、/dev/ttySAC*(串口设备)、/dev/console、/dev/null，只要建立以下设备就可以启动系统：

$ mkdir –p /work/nfs_root/fs_mini/dev

$ cd /work/nfs_root/fs_mini/dev

$ sudo mknod console c 5 1

$ sudo mknod null c 1 3

$ sudo mknod ttySAC0 c 204 64

$ sudo mknod mtdblock0 b 31 0

$ sudo mknod mtdblock1 b 31 1

$ sudo mknod mtdblock2 b 31 2

 

注意：在一般系统中，ttySAC0的主设备号为4，但是在S3C2410、S3C2440所用的Linux 2.6.22.6上，它们的串口主设备号为204。

 

其他设备文件可以当系统启动后，使用“cat /proc/devices”命令查看内核中注册了哪些设备，然后一一创建相应的设备文件。

实际上，各个Linux系统中dev目录的内容很相似，本书最终使用的dev目录就是从其他系统中复制过来的。

 

2.  使用mdev创建设备文件

mdev是udev的简化版本，它也是通过读取内核信息来创建设备文件。

mdev的用法请参考busybox-1.7.0/doc/mdev.txt文件。mdev的用途主要有两个：初始化/dev目录、动态更新。“动态更新”不仅是更新/dev目录，还支持热拔插──接入、卸下设备时，执行某些动作，它需要内核支持“hotplugging”，即热热拔插。

要使用mdev，需要内核支持sysfs文件系统，为了减少对flash的读写，还要支持tmpfs文件系统。先确保内核已经设置了CONFIG_SYSFS、CONFIG_TMPFS配置项。

使用mdev的命令如下，请参考它们的注释以了解其作用：

$ mount -t tmpfs mdev /dev             /* 使用内存文件系统，减少对flash的读写 */

$ mkdir /dev/pts                       /* devpts用来支持外部网络连接(telnet)的虚拟终端 */

$ mount -t devpts devpts /dev/pts

$ mount -t sysfs sysfs /sys                   /* mdev通过sysfs文件系统获得设备信息 */

$ echo /bin/mdev > /proc/sys/kernel/hotplug   /* 设置内核，当有设备拔插时调用/bin/mdev程序 */

$ mdev –s                                     /* 在/dev目录下生成内核支持的所有设备的结点 */

 

要在内核启动时，自动运行mdev。这要修改/work/nfs_root/fs_mini中的两个文件：修改etc/fstab来自动挂载文件系统、修改etc/init.d/rcS加入要自动运行的命令。修改后的文件如下：

① etc/fstab：

# device     mount-point    type   options        dump  fsck order

proc           /proc        proc   defaults        0     0

tmpfs          /tmp         tmpfs  defaults        0     0

sysfs          /sys         sysfs  defaults        0     0

tmpfs          /dev         tmpfs  defaults        0     0

 

② etc/init.d/rcS：加入下面几行

mount -a

mkdir /dev/pts

mount -t devpts devpts /dev/pts

echo /sbin/mdev > /proc/sys/kernel/hotplug

mdev -s

 

需要注意的是，单板上通过mdev生成的/dev目录中，S3C2410、S3C2440是串口名是s3c2410_serial0、1、 2，不是ttySAC0、1、2。需要修改etc/inittab文件：

ttySAC0::askfirst:-/bin/sh

改为：

s3c2410_serial0::askfirst:-/bin/sh

 

另外，mdev是通过init进程来启动的，在使用mdev构造/dev目录之前，init进程至少要用到设备文件/dev/console、/dev/null。所以要建立这两个设备文件：

$ mkdir –p /work/nfs_root/fs_mini/dev

$ cd /work/nfs_root/fs_mini/dev

$ sudo mknod console c 5 1

$ sudo mknod null c 1 3

 

17.4.3  构建其他目录

其他目录可以是空目录，比如proc、mnt、tmp、sys、root等，如下创建：

# cd /work/nfs_root/fs_mini

# mkdir proc mnt tmp sys root

 

现在，/work/nfs_root/fs_mini目录下就是一个非常小的根文件系统。单板可以将它作为网络根文件系统直接启动。如果要烧入单板，还要将它制作为一个文件──称为映象文件，这在下节介绍。

 

17.4.4  制作/使用yaffs文件系统映象文件

按照前面的方法，在/work/nfs_root目录下构造了两个根文件系统：fs_mini、fs_mini_mdev。前者使用dev/目录中事先建立好的设备文件，后者使用mdev机制来生成dev/目录，它们的差别只在于3点：etc/inittab文件、etc/init.d/rcS文件、dev/目录。下面两节以/work/nfs_root/fs_mini为例制作根文件系统映象。

 

所谓制作文件系统映象文件，就是将一个目录下的所有内容按照一定的格式存放到一个文件中，这个文件可以直接烧写到存储设备上去。当系统启动后挂接这个设备，就可以看到与原来目录一样的内容。

制作不同类型的文件系统映象文件，要使用不同的工具。

1.  修改制作yaffs映象文件的工具

在yaffs源码中有个utils目录(假设这个目录为/work/system/Development/yaffs2/utils)，里面是工具mkyaffsimage和mkyaffs2image的源代码。前者用来制作yaffs1映象文件，后者用来制作yaffs2映象文件。

目前mkyaffsimage工具只能生成老格式的yaffs1映象文件，需要修改才能支持新格式。对mkyaffsimage代码的修改都在补丁文件yaffs_util_mkyaffsimage.patch中，读者可以直接打补丁，也可以根据本小节进行修改。

yaffs1新、老格式的不同在于oob区的使用发生了变化：一是ECC较验码的位置发生了变化，二是可用空间即标记(tag)的数据结构定义发生了变化。

另外，由于配置内核时没有设置CONFIG_YAFFS_DOES_ECC，yaffs文件系统将使用MTD设备层的ECC较验方法，制作映象文件时也使用与MTD设备层相同的函数计算ECC码。

① oob区中较验码的位置变化：

oob区中使用6字节来存放ECC较验码，前3字节对应上半页，后3字节对应下半页。

参考第16章中“yaffs文件系统移植”小节，从nand_oob_16结构可知，以前的较验码在oob区中存放的位置为8、9、10、13、14和15，现在改为0、1、2、3、6和7。

 

② oob区中可用空间的数据结构定义变化：

oob区中可用的空间有8字节，它用来存放文件系统的数据，代码中这些数据被称为标记(tag)。

老格式的yaffs1中，这8字节的数据结构如下定义(在yaffs_guts.h文件中)：

typedef struct {

    unsigned chunkId:20;

    unsigned serialNumber:2;

    unsigned byteCount:10;

    unsigned objectId:18;

    unsigned ecc:12;

    unsigned unusedStuff:2;

} yaffs_Tags;

 

新格式的yaffs1中，它如下定义(在yaffs_packedtags1.h文件中)：

typedef struct {

    unsigned chunkId:20;

    unsigned serialNumber:2;

    unsigned byteCount:10;

    unsigned objectId:18;

    unsigned ecc:12;

    unsigned deleted:1;

    unsigned unusedStuff:1;

    unsigned shouldBeFF;      /* 新格式中，这个字节没有使用，yaffs_PackedTags1还是8字节 */

} yaffs_PackedTags1;

 

新、老结构有细微差别：老结构中有两位没有使用(unusedStuff)；新结构中只有一位没有使用，另一位(deleted)被用来表示当前页是否已经删除。

 

③ oob区中ECC码的计算：

如果配置内核时设置了CONFIG_YAFFS_DOES_ECC，则yaffs文件系统将使用yaffs2/yaffs_ecc.c文件中的yaffs_ECCCalculate函数来计算ECC码；否则使用drivers/mtd/nand/nand_ecc.c文件中的nand_calculate_ecc函数。

mkyaffsimage工具原来的代码中使用yaffs_ECCCalculate函数。 由于上面配置内核时，没有选择CONFIG_YAFFS_DOES_ECC，为了使映象文件与内核保持一致，要修改mkyaffsimage源码，使用nand_calculate_ecc函数

 

对mkyaffsimage的修改就是依据这3点进行：

① 增加头文件：

修改文件mkyaffsimage.c，加上下面这行，里面定义了yaffs_PackedTags1结构：

#include "yaffs_packedtags1.h"

 

② 修改mkyaffsimage.c文件的write_chunk函数：

代码如下：

231 static int write_chunk(__u8 *data, __u32 objId, __u32 chunkId, __u32 nBytes)

232 {

233 #ifdef CONFIG_YAFFS_9BYTE_TAGS   /* 如果要生成老格式的yaffs1映象文件，定义这个宏 */

…… /* 原来的代码 */

260 #else

261     yaffs_PackedTags1 pt1;

262     yaffs_ExtendedTags  etags;

263     __u8 ecc_code[6];

264     __u8 oobbuf[16];

265     

266     /* 写页数据，512字节 */

267     error = write(outFile,data,512);

268     if(error < 0) return error;

269

270     /* 构造tag */

271     etags.chunkId       = chunkId;

272     etags.serialNumber  = 0;

273     etags.byteCount     = nBytes;

274     etags.objectId      = objId;

275     etags.chunkDeleted  = 0;

276

277     /*

278      * 重定位oob区中的可用数据(称为tag)

279      */

280     yaffs_PackTags1(&pt1, &etags);

281

282     /* 计算tag本身的ECC码 */

283     yaffs_CalcTagsECC((yaffs_Tags *)&pt1);

284

285     memset(oobbuf, 0xff, 16);

286     memcpy(oobbuf+8, &pt1, 8);

287

288     /*

289      * 使用与内核MTD层相同的方法计算一页数据(512字节)的ECC码

290      * 并把它们填入oob

291      */

292     nand_calculate_ecc(data, &ecc_code[0]);

293     nand_calculate_ecc(data+256, &ecc_code[3]);

294

295     oobbuf[0] = ecc_code[0];

296     oobbuf[1] = ecc_code[1];

297     oobbuf[2] = ecc_code[2];

298     oobbuf[3] = ecc_code[3];

299     oobbuf[6] = ecc_code[4];

300     oobbuf[7] = ecc_code[5];

301

302     nPages++;

303

304     /* 写oob数据，16字节 */

305     return write(outFile, oobbuf, 16);

306 #endif  

307 }

308 

 

值得注意的是：第275行设置新tag结构中增加的chunkDeleted成员；第292～300行将计算出来的ECC码填入新的ECC位置──它正是nand_oob_16结构的eccpos数组定义的位置。

其中第292、293行的nand_calculate_ecc函数是从内核源文件drivers/mtd/nand/nand_ecc.c修改而来：在/work/system/Development/yaffs2/utils目录下新建一个同名文件nand_ecc.c，把内核文件nand_ecc.c的nand_calculate_ecc函数、函数中用到的nand_ecc_precalc_table数组摘出来；并去除函数中的第一个形参“struct mtd_info *mtd”──在这个函数中没用到这个参数。

 

③ 添加文件，修改Makefile：

第280行的yaffs_PackTags1函数在上一层目录yaffs_packedtags1.c中定义，先将这个文件复制到当前目录：

$ cp ../yaffs_packedtags1.c ./

 

另外，and_calculate_ecc函数是在新加的nand_ecc.c中定义的，所以要修改Makefile，把yaffs_packedtags1.c和nand_ecc.c也编译进mkyaffsimage工具中：

31 MKYAFFSSOURCES = mkyaffsimage.c

改为：

31 MKYAFFSSOURCES = mkyaffsimage.c yaffs_packedtags1.c nand_ecc.c

 

现在，在/work/system/Development/yaffs2/utils目录下执行“make”命令生成mkyaffsimage工具，将它复制到/usr/local/bin目录：

$ sudo cp mkyaffsimage /usr/local/bin

$ sudo chmod +x /usr/local/bin/mkyaffsimage

 

2.  制作/烧写yaffs映象文件

使用如下命令将/work/nfs_root/fs_mini目录制作为fs_mini.yaffs文件：

# cd /work/nfs_root

# mkyaffsimage fs_mini fs_mini.yaffs

 

将fs_mini.yaffs放入tftp目录或nfs目录后，在U-Boot控制界面就可以下载、烧入NAND Flash中，操作方法请参考《15.2.6  U-Boot的常用命令》。为方便读者，将命令列出来(以下命令将yaffs.img烧入MTD2分区，即yaffs分区)：

① tftp 0x30000000 fs_mini.yaffs 或 nfs 0x30000000 192.168.1.57:/work/nfs_root/fs_mini.yaffs

② nand erase 0xA00000 0x3600000

③ nand write.yaffs 0x30000000 0xA00000 $(filesize)

 

现在可以修改命令行参数以MTD2分区作为根文件系统，比如在U-Boot控制界面如下设置：

# set bootargs noinitrd console=ttySAC0 root=/dev/mtdblock2 rootfstype=yaffs

# saveenv

 

 

17.4.5  制作/使用jffs2文件系统映象文件

1.  编译制作yaffs映象文件的工具

/work/tools/mtd-utils-05.07.23.tar.bz2是MTD设备的工具包，编译它生成mkfs.jffs2工具，用它来将一个目录制作成jffs2文件系统映象文件。

这个工具包需要zlib压缩包，先安装zlib。在/work/GUI/xwindow/X/deps下有zlib源码zlib-1.2.3.tar.gz，执行以下命令进行安装：

$ cd /work/GUI/xwindow/X/deps

$ tar xzf zlib-1.2.3.tar.gz

$ cd zlib-1.2.3

$ ./configure --shared --prefix=/usr

$ make

$ sudo make install

 

然后编译mkfs.jffs2：

$ cd /work/tools

$ tar xjf mtd-utils-05.07.23.tar.bz2

$ cd mtd-utils-05.07.23/util

$ make

$ sudo make install

 

2.  制作/烧写jffs2映象文件

使用如下命令将/work/nfs_root/fs_mini目录制作为fs_mini.jffs2文件：

$ cd /work/nfs_root

$ mkfs.jffs2 -n -s 512 -e 16KiB -d fs_mini -o fs_mini.jffs2

上面命令中，“-n”表示不要在每个擦除块上都加上清除标志，“-s 512”指明一页大小为512字节，“-e 16KiB”指明一个擦除块大小为16KB，“-d”表示根文件系统目录，“-o”表示输出文件。

 

将fs_mini.jffs2放入tftp目录或nfs目录后,在U-Boot控制界面就可以将下载、烧入NAND Flash中，操作方法请参考《15.2.6  U-Boot的常用命令》。为方便读者，将命令列出来(以下命令将jffs2.img烧入MTD1分区，即jffs2分区)：

① tftp 0x30000000 fs_mini.jffs2 或 nfs 0x30000000 192.168.1.57:/work/nfs_root/fs_mini.jffs2

② nand erase 0x200000 0x800000

③ nand write.jffs2 0x30000000 0x200000 $(filesize)

 

系统启动后，就可以使用“mount -t jffs2 /dev/mtdblock1 /mnt”挂接jffs2文件系统。

也可以修改命令行参数以MTD1分区作为根文件系统，比如在U-Boot控制界面如下设置：

# set bootargs noinitrd console=ttySAC0 root=/dev/mtdblock1 rootfstype=jffs2

# saveenv

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