ARM的嵌入式Linux移植体验之操作系统

4.文件系统移植

　　文件系统是基于被划分的存储设备上的逻辑上单位上的一种定义文件的命名、存储、组织及取出的方法。如果一个Linux没有根文件系统，它是不能被正确的启动的。因此，我们需要为Linux创建根文件系统，我们将其创建在K9S1208 NAND FLASH上。

　　Linux的根文件系统可能包括如下目录（或更多的目录）：

　　（1）/bin (binary)：包含着所有的标准命令和应用程序；

　　（2）/dev (device)：包含外设的文件接口，在Linux下，文件和设备采用同种地方法访问的，系统上的每个设备都在/dev里有一个对应的设备文件；

　　（3）/etc (etcetera)：这个目录包含着系统设置文件和其他的系统文件，例如/etc/fstab(file system table)记录了启动时要mount 的filesystem；

　　（4）/home：存放用户主目录；

　　（5）/lib(library)：存放系统最基本的库文件；

　　（6）/mnt：用户临时挂载文件系统的地方；

　　（7）/proc：linux提供的一个虚拟系统，系统启动时在内存中产生，用户可以直接通过访问这些文件来获得系统信息；

　　（8）/root：超级用户主目录；

　　（9）/sbin：这个目录存放着系统管理程序，如fsck、mount等；

　　（10）/tmp(temporary)：存放不同的程序执行时产生的临时文件；

　　（11）/usr(user)：存放用户应用程序和文件。

　　采用BusyBox是缩小根文件系统的好办法，因为其中提供了系统的许多基本指令但是其体积很小。众所周知，瑞士军刀以其小巧轻便、功能众多而闻名世界，成为各国军人的必备工具，并广泛应用于民间，而BusyBox也被称为嵌入式Linux领域的"瑞士军刀"。

　　此地址可以下载BusyBox：http://www.busybox.net，当前最新版本为1.1.3。编译好busybox后，将其放入/bin目录，若要使用其中的命令，只需要建立link，如：

ln -s ./busybox ls
ln -s ./busybox mkdir

　　4.1 cramfs

　　在根文件系统中，为保护系统的基本设置不被更改，可以采用cramfs格式，它是一种只读的闪存文件系统。制作cramfs文件系统的方法为：建立一个目录，将需要放到文件系统的文件copy到这个目录，运行"mkcramfs 目录名 image名"就可以生成一个cramfs文件系统的image文件。例如如果目录名为rootfs，则正确的命令为：

mkcramfs rootfs rootfs.ramfs

　　我们使用下面的命令可以mount生成的rootfs.ramfs文件，并查看其中的内容：

mount -o loop -t cramfs rootfs.ramfs /mount/point

　　此地址可以下载mkcramfs工具：http://sourceforge.net/projects/cramfs/。

　　4.2 jfss2

　　对于cramfs闪存文件系统，如果没有ramfs的支持则只能读，而采用jfss2（The Journalling Flash File System version 2）文件系统则可以直接在闪存中读、写数据。jfss2 是一个日志结构(log-structured)的文件系统，包含数据和原数据(meta-data)的节点在闪存上顺序地存储。jfss2记录了每个擦写块的擦写次数，当闪存上各个擦写块的擦写次数的差距超过某个预定的阀值，开始进行磨损平衡的调整。调整的策略是，在垃圾回收时将擦写次数小的擦写块上的数据迁移到擦写次数大的擦写块上以达到磨损平衡的目的。

　　与mkcramfs类似，同样有一个mkfs.jffs2工具可以将一个目录制作为jffs2文件系统。假设把/bin目录制作为jffs2文件系统，需要运行的命令为：

mkfs.jffs2 -d /bin -o jffs2.img

　　4.3 yaffs

　　yaffs 是一种专门为嵌入式系统中常用的闪存设备设计的一种可读写的文件系统，它比jffs2 文件系统具有更快的启动速度，对闪存使用寿命有更好的保护机制。为使Linux支持yaffs文件系统，我们需要将其对应的驱动加入到内核中fs/yaffs/，并修改内核配置文件。使用我们使用mkyaffs工具可以将NAND FLASH中的分区格式化为yaffs格式（如/bin/mkyaffs /dev/mtdblock/0命令可以将第1个MTD块设备分区格式化为yaffs），而使用mkyaffsimage（类似于mkcramfs、mkfs.jffs2）则可以将某目录生成为yaffs文件系统镜像。

　　嵌入式Linux还可以使用NFS（网络文件系统）通过以太网挂接根文件系统，这是一种经常用来作为调试使用的文件系统启动方式。通过网络挂接的根文件系统，可以在主机上生成ARM 交叉编译版本的目标文件或二进制可执行文件，然后就可以直接装载或执行它，而不用频繁地写入flash。

　　采用不同的文件系统启动时，要注意通过第二章介绍的BootLoader修改启动参数，如广州友善之臂的demo提供如下三种启动方式：

　　（1）从cramfs挂接根文件系统：root=/dev/bon/2()；
　　
　　（2）从移植的yaffs挂接根文件系统：root=/dev/mtdblock/0；

　　（3）从以太网挂接根文件系统：root=/dev/nfs。

　　5.小结

　　本章介绍了嵌入式Linux的背景、移植项目、init进程修改和文件系统移植，通过这些步骤，我们可以在嵌入式系统上启动一个基本的Linux。

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