嵌入式Linux NFS 根文件系統(tǒng)的構(gòu)建及研究

摘要：在嵌入式Linux系統(tǒng)開發(fā)過程中，根文件系統(tǒng)是構(gòu)建嵌入式Linux系統(tǒng)的重要組成部分。為了方便和簡化嵌入式Linux開發(fā)過程中的調(diào)試過程，主要研究了如何使用Busybox構(gòu)建出基本的嵌入式Linux根文件系統(tǒng)，包括Busybox的配置、編譯和安裝。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步構(gòu)建出基于NFS的嵌入式Linux根文件系統(tǒng)，并給出了啟動腳本和配置文件。這種根文件系統(tǒng)可以方便地在線更改、調(diào)試程序，降低了嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)門檻。
關(guān)鍵詞：NFS；Busybox；根文件系統(tǒng)；S3C2440；Linux

    隨著信息技術(shù)的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國防、通信、工業(yè)控制、消費電子等諸多領(lǐng)域。其中，Linux作為一款開源、成熟且高效穩(wěn)定的多任務(wù)操作系統(tǒng)，先天具有許多不可比擬的優(yōu)勢，已成為目前最具潛力的嵌入式操作系統(tǒng)。眾所周知，構(gòu)建根文件系統(tǒng)對于嵌入式Linux開發(fā)至關(guān)重要，它是內(nèi)核啟動后加載的第1個文件系統(tǒng)，是決定系統(tǒng)能否正常啟動的關(guān)鍵所在。在開發(fā)階段，程序往往需要反復(fù)多次的調(diào)試，鑒于此，構(gòu)建基于NFS(Network File System)的根文件系統(tǒng)就尤為重要；這樣就免去了對目標(biāo)開發(fā)板的反復(fù)燒寫，方便地在線對程序進(jìn)行更改與調(diào)試。本文以Busybox軟件為基礎(chǔ)，介紹了一種實用的NFS根文件系統(tǒng)構(gòu)建方法。

1 嵌入式根文件系統(tǒng)簡介
    Linux啟動時，第一個必須掛載的就是根文件系統(tǒng)；若系統(tǒng)不能從指定設(shè)備上掛載根文件系統(tǒng)，則系統(tǒng)會報錯進(jìn)而退出啟動。系統(tǒng)成功啟動之后，才可以自動或手動掛載其他的文件系統(tǒng)。
    Linux系統(tǒng)各個分區(qū)存儲文件時，需要遵循一定的格式，這種文件格式稱為文件系統(tǒng)類型，比如常見的有ext2，ext3，ext4等。在存儲設(shè)備方面，F(xiàn)LASH是目前嵌入式系統(tǒng)中廣泛采用的主流存儲設(shè)備，它是一種可電擦寫的非易失性存儲器，具有體積小，功耗低，密度高等優(yōu)點。目前FLASH中常見的文件系統(tǒng)主要有Cramfs，Jffs2，Yaffs2等。嵌入式Linux基本的根文件目錄結(jié)構(gòu)如表1所示。

2 Busybox簡介
    Busybox常被形象地稱為嵌入式Linux系統(tǒng)開發(fā)中的“瑞士軍刀”，它將許多常用的UNIX命令和工具結(jié)合到了一個單獨的可執(zhí)行程序中。雖然與相應(yīng)的GNU工具相比較，Busybox所提供的功能和參數(shù)略少，但在比較小的系統(tǒng)或者嵌入式系統(tǒng)中已經(jīng)足夠了。它僅用一個可執(zhí)行文件就可以提供基本的Linux操作系統(tǒng)所需的命令，體積很小，配置起來也很方便。

3 Busybox的編譯與安裝
3．1 開發(fā)環(huán)境
    基于飛凌OK-2440Ⅲ的硬件平臺采用S3C2440芯片，外圍包括64 MB的SDRAM內(nèi)存、128 MB的NAND FLASH，以及4 MB的NOR FLASH。采用宿主機(jī)加目標(biāo)板的開發(fā)模式，宿主機(jī)的系統(tǒng)是Fedora12，目標(biāo)板的內(nèi)核版本是Linux2．6．30．4，Bootloader采用U-boot。
3．2 配置Busybox
    Busybox的源碼在官方網(wǎng)站www．Busybox．net／下載，然后解壓并進(jìn)行配置安裝，具體步驟如下：
    [!--empirenews.page--]
    在執(zhí)行make命令之前應(yīng)該修改頂層Makefile文件(ARCH=arm，CROSS_COMPILE=arm-linux-)，也可以在make menuconfig進(jìn)一步根據(jù)自己的需要來靈活配置Busyhox。執(zhí)行完make install命令后會自動在當(dāng)前目錄的_install目錄下生成bin，sbin，linuxrc三個文件。
    配置界面如圖1所示。

4 構(gòu)建根文件系統(tǒng)
4．1 創(chuàng)建腳本文件
    為了簡化構(gòu)建根文件系統(tǒng)的操作，首先進(jìn)入到開發(fā)目錄，如下新建一個腳本文件create_myrootfs_bash：

    使用命令chmod+x create_myrootfs_bash改變文件的可執(zhí)行權(quán)限，．／create_myrootfs_bash運行腳本，就完成了基本根文件系統(tǒng)目錄的創(chuàng)建。[!--empirenews.page--]
4．2 建立系統(tǒng)配置文件inittab，fstab，rcS

4．3 安裝動態(tài)庫
    如果Busybox采用動態(tài)鏈接的方式編譯，還需要加載器和鏈接庫執(zhí)行如下命令：

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5 NFS的安裝與配置
    NFS(Network File System)是由SUN公司推出的一種分布式文件系統(tǒng)，它能使用戶在使用另外的聯(lián)網(wǎng)機(jī)文件或外設(shè)時，與使用本地機(jī)一樣方便。以root的身份在控制臺輸入setup，在系統(tǒng)服務(wù)選項中選中nfs服務(wù)，如圖2所示。

    配置NFS服務(wù)器的共享主目錄，注意權(quán)限問題：
   

6 掛載NFS根文件系統(tǒng)
    通過串口和RJ45網(wǎng)口連接宿主機(jī)與目標(biāo)開發(fā)板，啟動超級終端，輸入以下命令：

    目標(biāo)板啟動后在超級終端中顯示的結(jié)果如圖3所示?？梢?，NFS根文件系統(tǒng)已經(jīng)成功加載。

7 結(jié)語
    對以Busybox制作嵌入式Linux根文件系統(tǒng)的基本方法進(jìn)行了歸納和總結(jié)，進(jìn)一步給出了基于NFS構(gòu)建的嵌入式Linux根文件系統(tǒng)的一般方法。利用此法構(gòu)建出來的NFS根文件系統(tǒng)可以直接用于嵌入式Linux系統(tǒng)的開發(fā)，實時方便地對開發(fā)程序進(jìn)行更改和調(diào)試，有效地避免了反復(fù)對目標(biāo)開發(fā)板的直接燒寫，提高了開發(fā)效率，縮短了開發(fā)周期。