第17章- 构建Linux根文件系统

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

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

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

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

时间: 2024-10-05 02:56:17

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