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嵌入式Linux NFS根文件系统的构建及研究
电子设计工程
康天下,支剑锋
摘要: 在嵌入式Linux系统开发过程中,根文件系统是构建嵌入式Linux系统的重要组成部分。为了方便和简化嵌入式Linux开发过程中的调试过程,主要研究了如何使用Busybox构建出基本的嵌入式Linux根文件系统,包括Busybox的配置、编译和安装。在此基础上,进一步构建出基于NFS的嵌入式Linux根文件系统,并给出了启动脚本和配置文件。这种根文件系统可以方便地在线更改、调试程序,降低了嵌入式系统的开发门槛。
Abstract:
Key words :

随着信息技术的发展,嵌入式系统技术已经广泛应用于国防、通信、工业控制、消费电子等诸多领域。其中,Linux作为一款开源、成熟且高效稳定的多任务操作系统,先天具有许多不可比拟的优势,已成为目前最具潜力的嵌入式操作系统。众所周知,构建根文件系统对于嵌入式Linux开发至关重要,它是内核启动后加载的第1个文件系统,是决定系统能否正常启动的关键所在。在开发阶段,程序往往需要反复多次的调试,鉴于此,构建基于NFS(Network File System)的根文件系统就尤为重要;这样就免去了对目标开发板的反复烧写,方便地在线对程序进行更改与调试。本文以Busybox软件为基础,介绍了一种实用的NFS根文件系统构建方法。

1 嵌入式根文件系统简介
Linux启动时,第一个必须挂载的就是根文件系统;若系统不能从指定设备上挂载根文件系统,则系统会报错进而退出启动。系统成功启动之后,才可以自动或手动挂载其他的文件系统。
Linux系统各个分区存储文件时,需要遵循一定的格式,这种文件格式称为文件系统类型,比如常见的有ext2,ext3,ext4等。在存储设备方面,FLASH是目前嵌入式系统中广泛采用的主流存储设备,它是一种可电擦写的非易失性存储器,具有体积小,功耗低,密度高等优点。目前FLASH中常见的文件系统主要有Cramfs,Jffs2,Yaffs2等。嵌入式Linux基本的根文件目录结构如表1所示。

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2 Busybox简介
Busybox常被形象地称为嵌入式Linux系统开发中的“瑞士军刀”,它将许多常用的UNIX命令和工具结合到了一个单独的可执行程序中。虽然与相应的GNU工具相比较,Busybox所提供的功能和参数略少,但在比较小的系统或者嵌入式系统中已经足够了。它仅用一个可执行文件就可以提供基本的Linux操作系统所需的命令,体积很小,配置起来也很方便。

3 Busybox的编译与安装
3.1 开发环境
基于飞凌OK-2440Ⅲ的硬件平台采用S3C2440芯片,外围包括64 MB的SDRAM内存、128 MB的NAND FLASH,以及4 MB的NOR FLASH。采用宿主机加目标板的开发模式,宿主机的系统是Fedora12,目标板的内核版本是Linux2.6.30.4,Bootloader采用U-boot。
3.2 配置Busybox
Busybox的源码在官方网站www.Busybox.net/下载,然后解压并进行配置安装,具体步骤如下:
b.jpg

在执行make命令之前应该修改顶层Makefile文件(ARCH=arm,CROSS_COMPILE=arm-linux-),也可以在make menuconfig进一步根据自己的需要来灵活配置Busyhox。执行完make install命令后会自动在当前目录的_install目录下生成bin,sbin,linuxrc三个文件。
配置界面如图1所示。

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4 构建根文件系统
4.1 创建脚本文件
为了简化构建根文件系统的操作,首先进入到开发目录,如下新建一个脚本文件create_myrootfs_bash:
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使用命令chmod+x create_myrootfs_bash改变文件的可执行权限,./create_myrootfs_bash运行脚本,就完成了基本根文件系统目录的创建。

4.2 建立系统配置文件inittab,fstab,rcS
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4.3 安装动态库
如果Busybox采用动态链接的方式编译,还需要加载器和链接库执行如下命令:
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5 NFS的安装与配置
NFS(Network File System)是由SUN公司推出的一种分布式文件系统,它能使用户在使用另外的联网机文件或外设时,与使用本地机一样方便。以root的身份在控制台输入setup,在系统服务选项中选中nfs服务,如图2所示。

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配置NFS服务器的共享主目录,注意权限问题:
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6 挂载NFS根文件系统
通过串口和RJ45网口连接宿主机与目标开发板,启动超级终端,输入以下命令:
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目标板启动后在超级终端中显示的结果如图3所示。可见,NFS根文件系统已经成功加载。

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7 结语
对以Busybox制作嵌入式Linux根文件系统的基本方法进行了归纳和总结,进一步给出了基于NFS构建的嵌入式Linux根文件系统的一般方法。利用此法构建出来的NFS根文件系统可以直接用于嵌入式Linux系统的开发,实时方便地对开发程序进行更改和调试,有效地避免了反复对目标开发板的直接烧写,提高了开发效率,缩短了开发周期。

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