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linux根文件系统制作

发布时间: 2024-04-19 11:16:12

‘壹’ 如何制作 linux 文件系统

一、什么是文件系统 (Filesystem)
文件系统是包括在一个磁盘(包括光盘、软盘、闪盘及其它存储设备)或分区的目录结构;一个可应用的磁盘设备可以包含一个或多个文件系统;如果您想进入一个文件系统,首先您要做的是挂载(mount)文件系统;为了挂载(mount)文件系统,您必须指定一个挂载点。

二、主要嵌入式采用的文件系统
Linux 中,rootfs 是必不可少的。PC 上主要实现有 ramdisk 和直接挂载 HD(Harddisk,硬盘) 上的根文件系统;嵌入式中一般不从 HD 启动,而是从 Flash 启动,最简单的方法是将 rootfs load 到 RAM 的 RAMDisk,稍复杂的就是 直接从Flash 读取的 Cramfs,更复杂的是在 Flash 上分区,并构建 JFFS2 等文件系统。
RAMDisk 将制作好的 rootfs 压缩后写入 Flash,启动的时候由 Bootloader load 到RAM,解压缩,然后挂载到 /.这种方法操作简单,但是在 RAM 中的文件系统不是压缩的,因此需要占用许多嵌入式系统中稀有资源 RAM.

ramdisk 就是用内存空间来模拟出硬盘分区,ramdisk通常使用磁盘文件系统的压缩存放在flash中,在系统初始化时,解压缩到SDRAM并挂载根文件系统, 在linux系统中,ramdisk有二种,一种就是可以格式化并加载,在linux内核2.0/2.2就已经支持,其不足之处是大小固定;另一种是 2.4的内核才支持,通过,ramfs来实现,他不能被格式化,但用起来方便,其大小随所需要的空间增加或减少,是目前linux常用的ramdisk技术。

initrd 是 RAMDisk 的格式,kernel 2.4 之前都是 image-initrd,Kernel 2.5 引入了 cpio-initrd,大大简化了 Linux 的启动过程,附合 Linux 的基本哲学:Keep it simple, stupid(KISS)。 不过cpio-initrd 作为新的格式,还没有经过广泛测试,嵌入式 Linux 中主要采用的还是 image-initrd.
Cramfs 是 Linus 写的很简单的文件系统,有很好的压缩绿,也可以直接从 Flash 上运行,不须 load 到 RAM 中,因此节约了 RAM.但是 Cramfs 是只读的,对于需要运行时修改的目录(如: /etc, /var, /tmp)多有不便,因此,一般将这些目录做成ramfs 等可写的 fs.
SquashFS 是对 Cramfs 的增强。突破了 Cramfs 的一些限制,在 Flash 和 RAM 的使用量方面也具有优势。不过,据开发者介绍,在性能上可能不如 Cramfs.这也是一种新方法,在嵌入式系统采用之前,需要经过更多的测试

三、建一个包含所有文件的目录
1、建一个目录rootfs 用来装文件系统
2、mkdir bin dev etc lib proc sbin tmp usr var
3、ln -fs bin/busybox linuxrc(使用busybox)
4、到系统 /dev 把所有的device打一个包,拷贝到 dev下面(最省事的做法);或者使用mknod来自己建所需要的device,我自己用的如下:
crw-rw-rw- 1 root root 5, 1 2006-02-24 13:12 console crw-rw-rw- 1 root root 5, 64 2006-02-24 13:12 cua0 crw-rw-rw- 1 root root 63, 0 2006-02-24 13:12 dk0 crw-rw-rw- 1 root root 63, 1 2006-02-24 13:12 dk1 drwxr-xr-x 2 root root 4096 2006-02-24 13:12 flash brw-rw-rw- 1 root root 3, 0 2006-02-24 13:12 hda crw-rw-rw- 1 root root 36, 10 2006-02-24 13:12 ipsec crw-rw-rw- 1 root root 241, 0 2006-02-24 13:12 ixNpe crw-rw-rw- 1 root root 1, 2 2006-02-24 13:12 kmem crw-rw-rw- 1 root root 126, 0 2006-02-24 13:12 ledman lrwxrwxrwx 1 root root 16 2007-09-19 14:08 log -> /tmp/var/log/log crw-rw-rw- 1 root root 1, 1 2006-02-24 13:12 mem crw-rw-rw- 1 root root 90, 0 2006-02-24 13:12 mtd0 brw-rw-rw- 1 root root 31, 0 2006-02-24 13:12 mtdblock0 brw-rw-rw- 1 root root 31, 1 2006-02-24 13:12 mtdblock1 brw-rw-rw- 1 root root 31, 2 2006-02-24 13:12 mtdblock2 brw-rw-rw- 1 root root 31, 3 2006-02-24 13:12 mtdblock3 brw-rw-rw- 1 root root 31, 4 2006-02-24 13:12 mtdblock4 brw-rw-rw- 1 root root 31, 5 2006-02-24 13:12 mtdblock5 brw-rw-rw- 1 root root 31, 6 2006-02-24 13:12 mtdblock6 crw-rw-rw- 1 root root 90, 1 2006-02-24 13:12 mtdr0 crw-rw-rw- 1 root root 1, 3 2006-02-24 13:12 null crw-rw-rw- 1 root root 108, 0 2006-02-24 13:12 ppp crw-r——r—— 1 root root 5, 2 2006-03-29 15:56 ptmx drwxr-xr-x 2 root root 4096 2006-03-29 15:56 pts crw-rw-rw- 1 root root 2, 0 2006-02-24 13:12 ptyp0 brw-rw-rw- 1 root root 1, 0 2006-02-24 13:12 ram0 crw-rw-rw- 1 root root 1, 8 2006-02-24 13:12 random crw-rw-rw- 1 root root 5, 0 2006-02-24 13:12 tty crw-rw-rw- 1 root root 4, 0 2006-02-24 13:12 tty0 crw-rw-rw- 1 root root 3, 0 2006-02-24 13:12 ttyp0 crw-rw-rw- 1 root root 4, 64 2006-02-24 13:12 ttyS0 crw-rw-rw- 1 root root 1, 9 2006-02-24 13:12 urandom crw-rw-rw- 1 root root 1, 5 2006-02-24 13:12 zero举例: mknod console c 5 1 这样 crw-rw-rw- 1 root root 5, 1 2006-02-24 13:12 console
5、将编译好的busybox拷贝到/bin下面,除了busybox外,所有其他的命令都是他的link
ash chgrp clear dd echo fgrep gzip ip ls modprobe mv ping pwd sed stty tar true zcat busybox chmod cp df egrep grep hostname kill mkdir more netstat ping2file rm sh sync tftp umount cat chown date dmesg false gunzip ifconfig ln mknod mount pidof ps rmdir sleep sysinfo touch uname
所有的命令你可以在busybox下面用make menuconfig来增减
6、同样/sbin下面也是busybox的link
halt ifconfig init insmod klogd losetup lsmod mkswap modprobe reboot rmmod route swapoff swapon
[NextPage]
7、同样/usr/bin下面也是busybox的link
basename dirname env free id logger reset tail tr tty uptime which xargs
awk cut expr head killall mkfifo sort test traceroute uniq wc whoami yes
上面几乎是最全的link,各个看官可以酌情删减,不过link也不占什么空间!
8、同样/usr/sbin下面放着所有编译完的可执行文件,具体就不多说了
9、非常重要之/lib,务必重视
找到你编译环境的target目录,把需要的lib文件先用strip压缩(非target目录下的,而已编译环境提供的strip),先把最基本的libc, ld等等,必须同样做跟target/lib里面一样的link.
然后根据特定的应用加相应的lib,不要把不用的加进去,lib比较占空间。

10、在/etc下面加上需要的配置文件,最最重要的是rcS
#!/bin/sh export PATH=/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/usr/sbin/scripts UTC=yes mount -n -t proc proc /proc mount -n -t ramfs ramfs /tmp mount -n -t devpts devpts /dev/pts # build var directories /bin/mkdir -m 0777 /tmp/var /bin/mkdir -m 0777 /var/lock /bin/mkdir -m 0777 /var/log /bin/mkdir -m 0777 /var/run /bin/mkdir -m 0777 /var/tmp #/bin/mkdir -m 0777 /tmp/etc #/bin/cp -a /usr/etc//etc #/bin/cp -a /usr/dev//dev/ # loads the NPE ethernet moles into the kernel. insmod /lib/moles/2.6.13.2/intel/ixp400.ko # Firmware code for NPE Engine. cat /etc/IxNpeMicrocode.dat > /dev/ixNpe insmod /lib/moles/2.6.13.2/intel/ixp400_eth.ko netdev_max_backlog=500 insmod /lib/moles/led.ko insmod /lib/moles/push_button.ko下面的具体应用没有再举例加上了,这个是系统init必须的。
其他的情况类似如此了,下面里面给了一个lunksys的GPL项目的target.

四、生成一个ramdisk
#!/bin/sh MODULE_NAME=ramdisk RAMPATH=`pwd` TMPPATH=${RAMPATH}/tmp SOURCE=${RAMPATH}/……/target if [ ! -d ${TMPPATH} ] then mkdir ${TMPPATH} fi if [ `whoami` != 'root' ] then { echo "You should run the shell as root, Please rerun as a root." echo "Aborting." exit 1 } fi # Clear in tmp path rm -rf ${TMPPATH}/tmpmnt rm -rf ${TMPPATH}/ramrootfs mkdir ${TMPPATH}/tmpmnt # Clear the old ramdisk rm -f ${RAMPATH}/$MODULE_NAME # Make a temp file which size is suitable dd if=/dev/zero of=${TMPPATH}/ramrootfs bs=1k count=6144 # Create a ext2 filesystem mke2fs -F -m 0 -i 2000 ${TMPPATH}/ramrootfs # Mount it to tmpmnt/ mount -o loop -t ext2 ${TMPPATH}/ramrootfs ${TMPPATH}/tmpmnt # Copy everything from kernel to this. cd ${TMPPATH}/tmpmnt echo ${SOURCE} cp -av ${SOURCE}/. cd ${TMPPATH} # Unmount it the ext2 filesystem umount ${TMPPATH}/tmpmnt cat ${TMPPATH}/ramrootfs | gzip -9 > /${RAMPATH}/ramdisk echo Copying ramdisk image to ${RAMPATH} sync这里给出一个自动生成脚本

五、生成一个cramfs
找到cramfs的toolchain./mkcramfs -r $(FS1_DIR) $(FS_NAME)。1
六、生成一个mksquashfs
找到squashfs的toolchain./mksquashfs $(FS_DIR) $(FS_NAME) -noappend -be -lzma -no-fragments -noI
做文件系统最困难和最可能出问题的地方是在/lib库和/dev方面,请大家多注意这两方面。

‘贰’ Linux Encryption HOWTO 怎样制作一个加密的文件系统

设定分区

您的硬盘(hda)最少应该包含三个分区:
hda1:这个小的没加密的分区 应该 要求 一个 口令 为了 加载 加密 的根文件系统
hda2:这个分区应该包含你的加密根文件系统;确保它足够大
hda3:这个分区就是你的当前的GNU/Linux系统

在这时,hda1和hda2没有使用。hda3就是当前你安装的linux发行版; /usr 和/boot不能另外分区装载。

你的分区分布也许会像下面这样:

# fdisk -l /dev/hda

Disk /dev/hda: 255 heads, 63 sectors, 2432 cylinders
Units = cylinders of 16065 * 512 bytes

Device Boot Start End Blocks Id System
/dev/hda1 1 1 8001 83 Linux
/dev/hda2 2 263 2104515 83 Linux
/dev/hda3 264 525 2104515 83 Linux
/dev/hda4 526 2047 12225465 83 Linux

安装 Linux-2.4.27

有两种主要的方案可用于在内核上添加 loopback加密支持:cryptoloop 和 loop-AES。本文是基于loop-AES方案的,因为因为它的特点是非常快 和非常优化实行 of Rijndael 用汇编语言。如果你有一个IA-32 (x86) CPU ,它将为您提供 最大的性能。另外,还有一些关于cryptoloop的安全关切.

首先,下载和解压 loop-AES 软件包:

wget http://loop-aes.sourceforge.net/loop-AES/loop-AES-v2.2b.tar.bz2
tar -xvjf loop-AES-v2.2b.tar.bz2

然后再下载内核源代码和补丁并为内核源码打上补丁:

wget http://ftp.kernel.org/pub/linux/kernel/v2.4/linux-2.4.27.tar.bz2
tar -xvjf linux-2.4.27.tar.bz2
cd linux-2.4.27
rm include/linux/loop.h drivers/block/loop.c
patch -Np1 -i ../loop-AES-v2.2b/kernel-2.4.27.diff

设置键盘映射:

mpkeys | loadkeys -m - > drivers/char/defkeymap.c

下一步,配置你的内核;确定下面的选项你已经选上了:

make menuconfig

Block devices --->

<*> Loopback device support
[*] AES encrypted loop device support (NEW)

<*> RAM disk support
(4096) Default RAM disk size (NEW)
[*] Initial RAM disk (initrd) support

File systems --->

<*> Ext3 journalling file system support
<*> Second extended fs support

(important note: do not enable /dev file system support)

编译并安装内核:
make dep bzImage
make moles moles_install
cp arch/i386/boot/bzImage /boot/vmlinuz

如果你的启动器是grub,更新你的 /boot/grub/menu.lst或 /boot/grub/grub.conf文件:

cat > /boot/grub/menu.lst << EOF
default 0
timeout 10
color green/black light-green/black
title Linux
root (hd0,2)
kernel /boot/vmlinuz ro root=/dev/hda3
EOF

启动器是lilo的话就更新/etc/lilo.conf并运行 lilo :
cat > /etc/lilo.conf << EOF
lba32
boot=/dev/hda
prompt
timeout=100
image=/boot/vmlinuz
label=Linux
read-only
root=/dev/hda3
EOF
lilo

现在重启你的系统。

安装Linux 2.6.8.1

像之前所说的那样进行前面的部分,所用补丁是loop-aes'kernel-2.6.8.1.diff 。要注意的是你要安装mole-init-tools软件包以便你的系统支持模块。
安装util-linux-2.12b

这个losetup程序包含在util-linux-2.12b软件包中。必须打补丁并重新编译以使它支持加密。下载,解压并打为util-linux打补丁:

wget http://ftp.kernel.org/pub/linux/utils/util-linux/util-linux-2.12b.tar.bz2
tar -xvjf util-linux-2.12b.tar.bz2
cd util-linux-2.12b
patch -Np1 -i ../loop-AES-v2.2b/util-linux-2.12c.diff
使用少于20个字符的密码,键入:
CFLAGS="-O2 -DLOOP_PASSWORD_MIN_LENGTH=8"; export CFLAGS

安全可能是你主要关心的一个问题。为此,请不要使您的密码少于20个字符。数据保密性不是免费的, 你必须以‘支付’的形式使用长的密码。

使用root用户编译安装 losetup程序:
./configure && make lib mount
mv -f /sbin/losetup /sbin/losetup~
rm -f /usr/share/man/man8/losetup.8*
cd mount
gzip losetup.8
cp losetup /sbin
cp losetup.8.gz /usr/share/man/man8/

创建加密的根文件系统
用随机数据填充目标分区:
shred -n 1 -v /dev/hda2
安装加密loopback设备:
losetup -e aes256 -S xxxxxx /dev/loop0 /dev/hda2
为防止比较快的字典攻击,推荐加上-S xxxxxx 选项,"xxxxxx" 是你随机选取的种子(例如,你可能选择 "gPk4lA" )。 同样,为了防止启动时的键盘映射问题,在密码中不要使用非ASCII字符(方言,等)。Diceware站点提供了一种简单的的方法去创建强大并容易记住的密码。
现在开始创建ext3文件系统:
mke2fs -j /dev/loop0
检测你输入的密码是正确的:
losetup -d /dev/loop0
losetup -e aes256 -S xxxxxx /dev/loop0 /dev/hda2
mkdir /mnt/efs
mount /dev/loop0 /mnt/efs
你可以比较已加密的和未加密的数据:

xxd /dev/hda2 | less
xxd /dev/loop0 | less

现在是时候安装你的加密的linux系统了。如果你使用的是GNU/Linux发行版(譬如Debian, Slackware, Gentoo, Mandrake, RedHat/Fedora, SuSE, etc.), 运行下面的命令:

cp -avx / /mnt/efs
如果你使用是Linux From Scratch手册,照着lfs手册上所说的那样进行配置,但要做以下修改:
Chapter 6 - Installing util-linux:

在解压源代码后打上 loop-AES 的补丁。
Chapter 8 - Making the LFS system bootable:
指向我们的下一章(创建启动设备)。
--------------------------------------------------------

创建启动设备
创建ramdisk
在开始时,先用chroot命令进入你的加密分区并创建启动设备的挂载点:
chroot /mnt/efs
mkdir /loader
然后创建 initial ramdisk (initrd),它将会在以后用到:
cd
dd if=/dev/zero of=initrd bs=1k count=4096
mke2fs -F initrd
mkdir ramdisk
mount -o loop initrd ramdisk
如果您使用 grsecurity . 您可能会收到"Permission denied"的提示错误的信息;如果是这样你将必须在chroot命令之前运行 mount命令。
创建文件系统的目录组织并复制所需要的的文件进去:
mkdir ramdisk/{bin,dev,lib,mnt,sbin}
cp /bin/{bash,mount} ramdisk/bin/
ln -s bash ramdisk/bin/sh
mknod -m 600 ramdisk/dev/console c 5 1
mknod -m 600 ramdisk/dev/hda2 b 3 2
mknod -m 600 ramdisk/dev/loop0 b 7 0
cp /lib/{ld-linux.so.2,libc.so.6,libdl.so.2} ramdisk/lib/
cp /lib/{libncurses.so.5,libtermcap.so.2} ramdisk/lib/
cp /sbin/{losetup,pivot_root} ramdisk/sbin/
如果你看到像"/lib/libncurses.so.5: No such file or directory","/lib/libtermcap.so.2: No such file or directory"的信息,这是正常的。bash 只要求用这两个库中的其中一个。 你可以检测哪一个才是你实际所需要的:
ldd /bin/bash
编译sleep程序,它将防止密码提示被内核信息所淹没(例如当usb设备注册时)。
cat > sleep.c << "EOF"
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>

int main( int argc, char *argv[] )
{
if( argc == 2 )
sleep( atoi( argv[1] ) );

return( 0 );
}
EOF

gcc -s sleep.c -o ramdisk/bin/sleep
rm sleep.c
创建初始化脚本(不要忘记替换掉你之前报选的种子 "xxxxxx" ):

cat > ramdisk/sbin/init << "EOF"
#!/bin/sh

/bin/sleep 3
/sbin/losetup -e aes256 -S xxxxxx /dev/loop0 /dev/hda2
/bin/mount -r -n -t ext3 /dev/loop0 /mnt

while [ $? -ne 0 ]
do
/sbin/losetup -d /dev/loop0
/sbin/losetup -e aes256 -S xxxxxx /dev/loop0 /dev/hda2
/bin/mount -r -n -t ext3 /dev/loop0 /mnt
done

cd /mnt
/sbin/pivot_root . loader
exec /usr/sbin/chroot . /sbin/init
EOF

chmod 755 ramdisk/sbin/init

卸载 loopback 设备并压缩initrd:
umount -d ramdisk
rmdir ramdisk
gzip initrd
mv initrd.gz /boot/
从CD-ROM启动
我强烈建议您从只读的媒体里启动您的系统,例如可启动的光盘。
下载并解压syslinux:
wget http://ftp.kernel.org/pub/linux/utils/boot/syslinux/syslinux-2.10.tar.bz2
tar -xvjf syslinux-2.10.tar.bz2
配置isolinux:
mkdir bootcd
cp /boot/{vmlinuz,initrd.gz} syslinux-2.10/isolinux.bin bootcd
echo "DEFAULT /vmlinuz initrd=initrd.gz ro root=/dev/ram0" \
> bootcd/isolinux.cfg

把iso映像刻录到可启动光盘中:

mkisofs -o bootcd.iso -b isolinux.bin -c boot.cat \
-no-emul-boot -boot-load-size 4 -boot-info-table \
-J -hide-rr-moved -R bootcd/

cdrecord -dev 0,0,0 -speed 4 -v bootcd.iso

rm -rf bootcd{,.iso}

从硬盘启动

当你丢失了你的可启动光盘时,启动分区就可以派上用场了。请记住hda1是个可写分区,因而并不是很可靠的,只有当你遇到紧急的情况时才使用它!

创建并挂载ext2文件系统:

dd if=/dev/zero of=/dev/hda1 bs=8192
mke2fs /dev/hda1
mount /dev/hda1 /loader

复制内核和initial ramdisk:

cp /boot/{vmlinuz,initrd.gz} /loader

如果你使用的是grub :

mkdir /loader/boot
cp -av /boot/grub /loader/boot/
cat > /loader/boot/grub/menu.lst << EOF
default 0
timeout 10
color green/black light-green/black
title Linux
root (hd0,0)
kernel /vmlinuz ro root=/dev/ram0
initrd /initrd.gz
EOF
grub-install --root-directory=/loader /dev/hda
umount /loader

如果你使用lilo:

mkdir /loader/{boot,dev,etc}
cp /boot/boot.b /loader/boot/
mknod -m 600 /loader/dev/hda b 3 0
mknod -m 600 /loader/dev/hda1 b 3 1
mknod -m 600 /loader/dev/ram0 b 1 0
cat > /loader/etc/lilo.conf << EOF
lba32
boot=/dev/hda
prompt
timeout=100
image=/vmlinuz
label=Linux
initrd=/initrd.gz
read-only
root=/dev/ram0
EOF
lilo -r /loader
umount /loader

最后一步 仍然保持chroot的状态,修改/etc/fstab增加以下选项:
/dev/loop0 / ext3 defaults 0 1

去除 /etc/mtab 并从chroot中退出。最后 ,运行 "umount -d /mnt/efs"命令然后重启系统。 如果有某些错误发生,你仍然可以在 LILO提示中用"Linux root=/dev/hda3"来启动你未加密的分区。

如果一切都顺利,你就可以重新分区你的硬盘和继续加密你的hda3或hda4分区。在下面的脚本中,我们假设 hda3将挂载swap设备,hda4挂载/home目录;你应该先初始化这两个分区:
shred -n 1 -v /dev/hda3
shred -n 1 -v /dev/hda4
losetup -e aes256 -S xxxxxx /dev/loop1 /dev/hda3
losetup -e aes256 -S xxxxxx /dev/loop2 /dev/hda4
mkswap /dev/loop1
mke2fs -j /dev/loop2

然后在系统的启动目录里创建一个脚本并更新 /etc/fstab:
cat > /etc/init.d/loop << "EOF"
#!/bin/sh

if [ "`/usr/bin/md5sum /dev/hda1`" != \
" /dev/hda1" ]
then
echo -n "WARNING! hda1 integrity verification FAILED - press enter."
read
fi

echo "1st password chosen above" | \
/sbin/losetup -p 0 -e aes256 -S xxxxxx /dev/loop1 /dev/hda3

echo "2nd password chosen above" | \
/sbin/losetup -p 0 -e aes256 -S xxxxxx /dev/loop2 /dev/hda4

/sbin/swapon /dev/loop1

for i in `seq 0 63`
do
echo -n -e "\33[10;10]\33[11;10]" > /dev/tty$i
done

EOF

chmod 700 /etc/init.d/loop
ln -s ../init.d/loop /etc/rcS.d/S00loop
vi /etc/fstab
...
/dev/loop2 /home ext3 defaults 0 2

‘叁’ 嵌入式linux系统开发的具体步骤_嵌入式linux系统的搭建流程和要点

第一步、建立交叉编译环境

没有交叉开发经验的读者,可能一时很难接受这个概念。首先,要明白两个概念:一般我们工作的机器,称为开发机、主机;我们制作好的系统将要放到某台机器,如手机或另一台PC机,这台机我们称为目标主机。

我们一般开发机上已经有一套开发工具,我们称之为原生开发套件,我们一般就是用它们来写程序,那么,那什么又是交叉编译环境呢?其实一点也不神秘,也就是在开发岩困机上再安装一套开发工具,这套开发工具编译出来的程序,如内核、系统工作或者我们自己的程序,是放在目标主机上运行的。

那么或许有初学者会问,直接用原生开发工具为目标主机编译程序不就完了?至少我当初是这么想的。此枣绝一般来说,我们的开发机都是X86平台,原生开发套件开发的工具,也针对X86平台,而我们的目标主机可能是PowerPC、IXP、MIPS所以,我们的交叉编译环境是针对某一类具体平台的。

一般来讲,交叉开发环境需要二进制工具程序、编译器、C链接库,嵌入式开发常用的

这三类软件是:BinutilsGuClibc

当然,GNU包含的工具套件不仅于此,你还要以根据实际需要,进行选择

第二步、编译内核

开发工具是针对某一类硬件平台,内核同样也是。这一步,我们需要用第一步中建立的工具,对内核进行编译,对于有内核编译经验的人来说,这是非常简单的;

第三步、建立根文件系统

也就是建立我们平常看到的bin、dev、proc这一大堆目录,以及一些必备的文件;

另外,我们还需要为我们的目标系统安装一些常用的工具软件,如ls、ifconfig当然,一个办法是找到这些工具的源代码,用第一步建立的交叉编译工具来编译,但是这些软件一是森姿数量多,二是某些体积较大,不适合嵌入式系统,这一步,我们一般都是用busybox来完成的,包括系统引导软件init;

最后,我们为系统还需要建立初始化的引导文件,如inittab

‘肆’ 如何制作Linux根文件系统

根文件系统一直以来都是所有类Unix操作系统的一个重要组成部分,也可以认为是嵌入式Linux系统区别于其他一些传统嵌入式操作系统的重要特征,它给Linux带来了许多强大和灵活的功能,同时也带来了一些复杂性。我们需要清楚的了解根文件系统的基本结构,以及细心的选择所需要的系统库、内核模块和应用程序等,并配置好各种初始化脚本文件,以及选择合适的文件系统类型并把它放到实际的存储设备的合适位置。
Linux的根文件系统以树型结构组织,包含内核和系统管理所需要的各种文件和程序,一般说来根目录”/”下的顶层目录都有一些比较固定命名和用途。
下面列出了一个Linux根文件系统中的比较常见的目录结构:
/bin 存放二进制可执行命令的目录
该目录下存放所有用户都可以使用的、基本的命令,这些命令在挂接其它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,m knod,[,test等“[”命令其实就是test命令,我们在利用Busybox制作根文件系统时,在生成的bin目录下,可以看到一些可执行的文件,也就是可用的一些命令。
/dev 存放设备文件的目录
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设备,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设备的第2个分区。
/etc 存放系统管理和配置文件的目录
该目录下存放着各种配置文件,对于PC上的Linux系统,/etc目录下的文件和目录非常多,这些目录文件是可选的,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。在嵌入式系统中,这些内容可以大为精减。
/home 用户主目录,比如用户user的主目录就是/home/user,可以用~user表示
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。
/lib 存放动态链接共享库的目录
该目录下存放共享库和可加载(驱动程序),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。
/sbin存放系统管理员使用的管理程序的目录
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,本地用户自己安装的系统命令放在/usr/local/sbin目录下。

/tmp 公用的临时文件存储点
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用到的/tmp目录下,所以/tmp目录必须存在并可以访问。
/root 系统管理员的主目录
根用户的目录,与此对应,普通用户的目录是/home下的某个子目录。
/mnt 系统提供这个目录是让用户临时挂载其他的文件系统。
用于临时挂载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引起空的子目录,比如/mnt/cdram /mnt/hda1 。用来临时挂载光盘、硬盘。
/proc 虚拟文件系统,可直接访问这个目录来获取系统信息。
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。
/usr 最庞大的目录,要用到的应用程序和文件几乎都在这个目录。
/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、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,这些主要也符合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目录在嵌入式中可以精减。
/var 某些大文件的溢出区
与/usr目录相反,/var目录中存放可变的数据,比如spool目录(mail,news),log文件,临时文件。
---------------------------------------------------------------------
一、移植环境:
1、 Ubuntu 10.10发行版
2、 u-boot.bin
3、 目标机:FS_S5PC100平台
4、 交叉编译器 arm-cortex_a8-linux-gnueabi-gcc
---------------------------------------------------------------------
二、移植步骤
1、 源码下载
我们选择的版本是busybox-1.17.3.tar.bz2下载路径为:
http://busybox.net/downloads/
2、 解压源码
$ tar xvf busybox-1.17.3.tar.bz2
3、 进入源码目录
$ cd busybox-1.17.3
4、 配置源码
$ make menuconfig

Busybox Settings --->
Build Options --->
[*] Build BusyBox as a static binary (no shared libs)
[ ] Force NOMMU build
[ ] Build with Large File Support (for accessing files > 2 GB)
(arm-cortex_a8-linux-gnueabi-) Cross Compiler prefix
() Additional CFLAGS

5、 编译
$ make
6、 安装
busybox默认安装路径为源码目录下的_install
$ make install
7、 进入安装目录下
$ cd _install
$ ls
bin linuxrc sbin usr
8、 创建其他需要的目录
$ mkdir dev etc mnt proc var tmp sys root
9、 添加库
在_install目录下创建一个lib文件夹,将工具链中的库拷贝到lib目录下
$ mkdir lib
$ cp /home/linux/x-tools/arm-cortex_a8-linux-gnueabi/arm-cortex_a8-linux-gnueabi/lib/* ./lib/
删除lib下的所有目录、.o文件和.a文件,对库进行瘦身以减小文件系统的大小
$ rm *.o *.a
$ arm-cortex_a8-linux-gnueabi-strip lib/*
10、 添加系统启动文件
在etc下添加文件inittab
$ vim /etc/inittab
文件内容如下:

#this is run first except when booting in single-user mode.
:: sysinit:/etc/init.d/rcS
# /bin/sh invocations on selected ttys
# Start an "askfirst" shell on the console (whatever that may be)
::askfirst:-/bin/sh
# Stuff to do when restarting the init process
::restart:/sbin/init
# Stuff to do before rebooting
::ctrlaltdel:/sbin/reboot

在etc下添加文件fstab
$ vim /etc/fstab
文件内容如下:
#device mount-point type options mp 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
这里我们挂在的文件系统有三个proc、sysfs和tmpfs,在内核中proc和sysfs默认都支持,而tmpfs是没有支持的,我们需要添加tmpfs的支持
修改内核配置:
$ make menuconfigFile systems --->
Pseudo filesystems --->
[*] Virtual memory file system support (former shm fs)
[*] Tmpfs POSIX Access Control Lists
重新编译内核
$ make zImage
在etc下创建init.d目录,并在init.d下创建rcS文件
$ mkdir /etc/init.d -p
$ vim /etc/init.d/rcS
rcS文件内容为:
#!/bin/sh
# This is the first script called by init process
/bin/mount -a
为rcS添加可执行权限:
$ chmod +x init.d/rcS
在etc下添加profile文件
$ vim /etc/profile
文件内容为:

#!/bin/sh
export HOSTNAME=farsight
export USER=root
export HOME=root
#export PS1="\[\u@\h \W\]\$ "
export PS1="[$USER@$HOSTNAME \W]\# "
PATH=/bin:/sbin:/usr/bin:/usr/sbin
LD_LIBRARY_PATH=/lib:/usr/lib:$LD_LIBRARY_PATH
export PATH LD_LIBRARY_PATH

11、 设备文件创建
根文件系统中有一个设备节点是必须的,在dev下创建console节点
$ mknod dev/console c 5 1
重要:新制作的文件系统尺寸若超出8M,删除不需要的库文件。

‘伍’ 如何利用busybox制作根文件系统

选定 busybox-1.9.2.tar.bz2 这个版本, 以静态方式编译, 即生成的 busybox 不需要共享库的支持就能运行。这样做我们就不需要布署程序库了。缺点是自己写的 arm-linux 程序在这个根文件系统中是不能运行的,因为缺少共享程序库的支持。不过不用担心,通过在目标机里以挂接 NFS 的方式, 将宿主机的 arm-linux-gcc 编译器的库文件挂到 arm-linux 的 /lib 下, 就可完美的运行我们自己的程序了。
现在开始制作静态链接库的根文件系统。

1、准备根文件系统
首先准备制作工具BusyBox1.9.2。
准备交叉编译工具arm-linux-gcc 3.3.2。
在机器上建立rootfs的文件夹
#mkdir rootfs
在rootfs中建立linux系统中典型的文件夹
#cd rootfs
#mkdir root home bin sbin etc dev usr lib tmp mnt sys proc
#mkdir usr/lib usr/bin
#pwd
/home/su/rootfs
2、解压源码包
#tar xjf busybox-1.9.2.tar.bz2
#cd busybox-1.9.2
3、修改 Makefile,
#vi Makefile
将Makefile中的
CROSS_COMPILE ?=
改为
CROSS_COMPILE ?= /usr/local/arm/3.3.2/bin/arm-linux-
注:这个版本的 busybox 用 3.4.1 的 arm-linux-gcc 编译有些问题, 用 3.3.2 版则可顺利编译。
4、定制 busybox
选择busybox下全部的可执行程序
#make defconfig
进到配置选项
#make menuconfig
设置静态编译方式
Busybox Settings ---> Build Options ---> [*] Build BusyBox as a static binary (no shared libs)
Busybox Settings ---> Install Options ---> 中输入建立根文件系统的文件所在的路径/home/su/rootfs。
其它的默认。
确保 [*] Build BusyBox as a static binary (no shared libs) 被选中,保存退出
5、执行 make 编译
#make
编译出错, 信息如下:
applets/applets.c:15:2: warning: #warning Static linking against glibc proces buggy executables
applets/applets.c:16:2: warning: #warning (glibc does not cope well with ld --gc-sections).
applets/applets.c:17:2: warning: #warning See sources.redhat.com/bugzilla/show_bug.cgi?id=3400
applets/applets.c:18:2: warning: #warning Note that glibc is unsuitable for static linking anyway.
applets/applets.c:19:2: warning: #warning If you still want to do it, remove -Wl,--gc-sections
applets/applets.c:20:2: warning: #warning from scripts/trylink and remove this warning.
applets/applets.c:21:2: error: #error Aborting compilation.
make[1]: *** [applets/applets.o] Error 1
按照提示,修改文件 applets/applets.c 第 21 行, 将
#error Aborting compilation.
注释掉:
执行 make 重新编译
#make
编译通过, busybox 被生成了, 然后执行
#make install
busybox 就被安装到指定的路径下了/home/su/rootfs,这时可发现rootfs下多了个liunxrc的文件,bin、sbin下也多了很多文件。用ls –l命令查看其中的一个文件,可发现其是链接到busybox的一个连接符,所以我们之后在目标机上运行的命令大多都会调用busybox这个文件的。
若之前忘了指定路径,默认生成到临时目录busybox-1.9.2/_install 下了。
6、编写配置/etc下的初始化程序(可省略)
最简单的做法是把busybox-1.9.2/examples/bootfloppy/etc下的全部文件拷到目标文件的etc目录下
#cd /home/su/busybox-1.9.2/examples/bootfloppy/etc
#cp –rf * /home/su/rootfs/etc
也可自己写这些文件。
7、把rootfs做成镜像
#mkcramfs rootfs rootfs.cramfs
8、把rootfs.cramfs烧写到目标机中。
9、运行目标机
这时会遇到一个错误信息:
Can’t open tty2
Can’t open tty3
Can’t open tty4
解决办法:把/rootfs/etc/ inittab 文件的第三行“tty2::askfirst:-bin/sh”删除掉。
返回到第7步重做。

现实中,动态编译的方法更适合工程的需要,所以一般是采用动态的方法编译根文件系统的。若选择动态编译的办法,大体方法还是一样的,存在一些不同之处是:
不同之处之一是:
进到配置选项
#make menuconfig
选择动态方式
Busybox Settings ---> Build Options ---> [*] Build Shared libbusybox
不同之处之二是:
上面静态编译出现的出错信息不会出现了,所以不需对程序做任何修改,但还是必须用arm-linux-gcc 3.3.2编译,否则还是会有麻烦。
不同之处之三是(最大的不同之处):
编译完成后,需进到rootfs目录的lib中,往里面添加一些库文件
#cd /home/su/rootfs/lib
这里有点麻烦,我怎么知道需要什么库文件的支持呢?
最简单的办法是把arm-linux-gcc 3.3.2下的整个lib库拷进来,简单省事。但是这么做存在一个问题,做出的根文件系统非常大。
另一个办法是:
#cd /home/su/rootfs/bin
#arm-linux-readelf busybox | grep shared
这样就可以显示出系统运行起来需要什么库文件,再把相应的库文件拷到/home/su/rootfs/lib下。一般而言,系统库用到两个:动态链接器ld-linux.so和c函数库Glibc,Glibc包括:
ld-linux:动态链接库,必需
libc: 标准c函数库,必需
libm: 数学库,一般需要
libdl: 用于动态装载共享库,较少用到
libcrypt: 加密附加库,需要认证的程序用到,较少用
libpthread: POSIX线程库,一般需要
如果需要某个函数库,我们可以将这些库和对应的符号链接拷到目标根文件系统的/lib目录下。简单起见,应该使用-d选项或-a选项调用cp命令,这样可保留完整的符号链接信息。
例:
#cp –a libc.so.6 /home/su/rootfs/lib/
为了减少运行时库的大小,我们应该使用交叉编译版本即arm-linux-gcc 3.3.2的strip工具来处理根文件系统的库文件,把二进制文件中的包含的符号表和调试信息删除掉。
例:
#arm-linux-strip /home/su/rootfs/lib/*.so

注意:
使用busybox做文件系统时,运行make命令,系统会马上显示:
没有/dev/null这个文件
但是还是能最终编译出根文件系统,问题出在重启linux系统,机器进不去了。提示出错,信息如下:
/etc/rc.d/rc.sysinit: line 173:/dev/null: read-only file system
/etc/rc.d/rc.sysinit: line 173:/dev/null: read-only file system
/etc/rc.d/rc.sysinit: line 184:/dev/null: read-only file system
/etc/rc.d/rc.sysinit: line 184:/dev/null: read-only file system
/etc/rc.d/rc.sysinit: line 200:/dev/null: read-only file system
.
.
.
***An error occured ring the file system check.
***Dropping you to a shell;the system will reboot
***when you leave the shell
Give root password for maintenance
(or type Control-D to continue):
解决办法:
按提示输入root用户的密码,回车,可看到
(Repair filesystem)1#:
依次输入命令:
(Repair filesystem)1# mount -n -o remount,rw /
(Repair filesystem)1# rm -f /dev/null
(Repair filesystem)1# mknod -m 0666 /dev/null c 1 3
(Repair filesystem)1# reboot
问题解决。

‘陆’ 有了linux内核和根文件系统如何来制作安装盘

( 小于700兆)光盘上,是因为多个版本中有好多文件是相同的。这样有一些光盘制作工具能够能够调整,多个原本一样文件在光盘上实际是只存储了一份。

如今的年头都是DVD了,所以即使在多点版本也能作出来。
具体windows怎么做的可以参考
(版权归原作者啊...)

但linux来讲,多个版本系统虽然都是linux 内核,但每个公司的都或多或少有自己的特点,里面的二进制文件都有点差别,比如redhat 最早做的RPM包 ,opensuse也是RPM包加YAST管理器(openSUSE安装过程就调用yast安装的样子)这两家的软件包都是RPM,但互相之间未必能完全兼容,因为软件安装时有一些系统路径,软件依赖桌面菜单配置等等之类的差别),debian的包是*.deb 的格式 采用DPKG管理,包的整体组织是pool的形式,还有别的linux版本,slackware 包的格式还不一样,是tar.gz格式,所以基本上想象早期的多个文件存储一份,控制整体体积存在一张光盘上的可能性好像就没了。
但如果考虑,每个版本只选基本能安装系统的CD(比如debian只要第一张cd盘就能安装好系统)这样每个版本选好盘,最终做在一张DVD上,应该是有可能性的。
那么怎么做呢?
很早以前(好像距今5年吧)我做过一张系统多引导盘,其实就是winpe dragonBSD grub引导盘 dos引导盘之类的放在一张光盘里(后来发现网上有个叫深山红叶系统盘的,做出来就根那个差不多,只是我做的都是命令行的,没有界面)
其实原理上是这样的,系统光盘都有个引导区域,制作一个引导区具有这样的功能
1.读取别的光盘的引导区
讲其他光盘(A)的引导区读出来,作为一个文件,引到程序能载入这个文件,载入以后机器的内存 CPU寄存器之类的就根用A光盘启动后一样,就像你插入了debian盘,启动了一样。
2.将其他的引导盘直接读入内存里,建立虚拟文件系统。
3.能够当命令行工具,执行简单其他程序。

关于1.有个补充点,既然这时候内存,cpu就像你用了debian盘启动了一样,那么最终像制作的光盘里面的目录结构应当具有debian盘的结构。即假如原本有个文件 iso/a/b.deb 那么最终的DVD也得有这个文件,不然安装程序肯定找不到文件报错。或者要修改debian盘的安装程序一般是isolinux的样子,使他知道最终的文件在哪里。
很难三言两语说清,我找到了很久前我参考的部分文章,你可以看看。

参考

(这个我以前没看过)

PS:其实 /quote“关于1.有个补充点,既然这时候内存,cpu就像你用了debian盘启动了一样,那么最终像制作的光盘里面的目录结构应当具有debian盘的结构。即假如原本有个文件 iso/a/b.deb 那么最终的DVD也得有这个文件,不然安装程序肯定找不到文件报错。或者要修改debian盘的安装程序一般是isolinux的样子,使他知道最终的文件在哪里。”/quote 是很难解决的,因为多个linux盘可能确实就有很多同一个位置同一个文件名字的,而且两个还不一样,这时只能调节linux盘的引导了,这要参考版本发行商的引导制作方法调整了。

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