cramfs根文件系统的移植成功(fs2410下亲测)

依据Unix的习惯，通常会将linux系统中任何对象（包括设备）都视为文件。而根文系统是所有文件和设备节点的起始点,它是决定系统能否正常启动的关键所在。本文将详细介绍利用Busybox工具集制作一种简单的根文件系统即Cramfs根文件系统的方法。

2开发平台简介

开发系统采用主机+目标板的开发模式，目标板和主机通过串行线和Ethernet网线实现通信。主机采用的是：pc机+VMware6.0虚拟机下的Red Hat 9目标板：深圳优龙公司开发的FS2410实验开发板：其主要参数：CPU：三星S3C2410，主频203MHz；内存：64M字节；NOR Flash：2M字节（SST39VF1601）；NAND Flash：64M字节（K9F1208）；嵌入式linux版本：linux2.4.18

根文件系统生成后用Boot Loader烧入开发板的NAND Flash的2号分区运行(其地址为：offset 0x200000 , size 0x1e00000)。

3根文件系统的基本结构

嵌入式linux根文件系统的系统的顶层目录各有其特殊的用法和目的。一般来说嵌入式linux系统的根文件系统应该包含以下内容：

(1)能够保证嵌入式linux系统中的大多数应用程序能够正常运行的最小化目录包括/bin/dev/etc/lib/proc/sbin/usr/tmp/var。如果用户需要为多用户提供可扩展环境还需建立以下目录：/home/mnt/opt/root。

(2)根文件系统所需的基本链接库:Glibc以及uClibc。

(3)基本的系统配置文件：rcS，inittab，fstab，linuxrc等脚本文件

(4)基本的设备文件：/dev/tty0/dev/ttyS0/dev/console

(5)基本的应用程序：如cd ,ls ,mv,cp等。

4使用Busybox制作Cramfs根文件系统

4.1Cramfs简介

Cramfs(Compressed Rom File System)是Linux Torvalds在Transmeta任职时，所参与开发的只具有最基本特性的文件系统。它是针对Linux内核2.4之后的版本所设计的一种新型只读文件系统，采用了zlib压缩，压缩比一般可以达到1：2，但仍可以作到高效的随机读取，Linux系统中，通常把不需要经常修改的目录压缩存放，并在系统引导的时候再将压缩文件解开。因为Cramfs不会影响系统的读取文件的速度，而且是一个高度压缩的文件系统。因此非常广泛应用于嵌入式系统中。

在嵌入式的环境之下，内存和外存资源都需要节约使用。如果使用RAMDISK方式来使用文件系统，那么在系统运行之后，首先要把Flash上的映像文件解压缩到内存中，构造起RAMDISK环境，才可以开始运行程序。但是它也有很致命的弱点。在正常情况下，同样的代码不仅在Flash中占据了空间(以压缩后的形式存在)，而且还在内存中占用了更大的空间(以解压缩之后的形式存在)，这违背了嵌入式环境下尽量节省资源的要求。

而使用Cramfs文件系统可以很好的解决这个问题。Cramfs是一个压缩格式的文件系统，它并不需要一次性地将文件系统中的所有内容都解压缩到内存之中，而只是在系统需要访问某个位置的数据的时候，马上计算出该数据在Cramfs中的位置，将它实时地解压缩到内存之中，然后通过对内存的访问来获取文件系统中需要读取的数据。Cramfs中的解压缩以及解压缩之后的内存中数据存放位置都是由Cramfs文件系统本身进行维护的，用户并不需要了解具体的实现过程，因此这种方式增强了透明度，对开发人员来说，既方便，又节省了存储空间。因此我们在开发时选择使用这种简单的Cramfs文件系统进行根文件系统的移植。

4.2Busybox简介

Busybox是标准Linux工具的一个单个可执行实现。Busybox包含了一些简单的工具，例如cat和echo，还包含了一些更大、更复杂的工具，例如grep、find、mount以及telnet。有些人将Busybox称为Linux工具里的瑞士军刀.简单的说Busybox就好像是个大工具箱，它集成压缩了Linux的许多工具和命令。虽然Busybox中的这些工具相对于GNU工具有所简化,但却很实用。Busybox在设计上就充分考虑了硬件资源受限的特殊工作环境。它采用模块化设计,它采用了与linux内核配置菜单类似的配置菜单，使得配置和裁剪变得相当简单。Busybox这种特性使得其非常适合于嵌入式系统的应用。几乎所有的嵌入式Linux都使用Busybox作为工具。同时,Busybox的安装脚本使得它很容易建立基于Busybox的Linux根文件系统。本文就是通过使用Busybox这个强大的工具集来制作Cramfs根文件系统的。

4.3配置Busybox

Busybox的源代码可以到官方网站http :/ / www.busybox. net/下载,我们使用的是深圳优龙公司提供的源码包busybox - 1. 00 - pre10. tar . bz2。注意使用版本不一定是越新越好，如果新的版本编译后在目标板中无法正常启动，可以试着回到较老的版本。我们在开发过程中最开始使用的是busybox-1.1.3，结果生成的根文件系统无法再fs2410上正常启动，换回busybox - 1. 00 - pre10则可以轻松解决这个问题。

首先将busybox-1.00-pre10.tar.bz2拷贝到用户家目录：home/jixiang (busybox拷贝到什么目录可以自行设定)。

[root@mynet jixiang]# cd /home/jixiang

[root@mynet jixiang]# tar vxjf busybox-1.00-pre10.tar.bz2

[root@mynet jixiang]# cd busybox-1.00-pre10

[root@mynet busybox-1.00-pre10]# make menuconfig

进入配置菜单界面，我们做如下配置：

（1）在General Configuration中，一定要选择“Support for devfs”选项，现在的Busybox新版本去掉了这个选项，不过应该可以通过修改配置文件加入。

图1配置支持设备文件系统界面

（2）在Build Options选项中，选择使用“静态库”以及设置交叉编译工具的PREFIX。我使用的交叉编译工具的路径是：/usr/local/arm/3.3.2/bin。（具体情况因宿主机交叉编译环境路径不同做相应修改。

图2配置静态库界面

(3)在Init Utilities选项中，“Support reading an inittab file”应该选中，这样可以根据自己编写的inittab文件初始化；“Support running init from within an initrd ”应该选中，否则会提示非常困扰的“/bin/sh: cant access tty; job control turned off”的提示，尽管可以进入控制台命令行。

图3脚本文件配置界面

(4)Another Bourne - like Shell→Choose your default shell (ash)→,这里应该选中默认shell :ash ,否则不会生成sh导致不能解释脚本文件。

图4 shell配置

（5）其他的配置可以根据自己开发需要自行配置。

4.3编译并安装Busybox

配置完成后，退出保存（最好备份.config文件以供后用），然后开始生成，执行make TARGET_ARCH=arm；此处的TARGET_ARCH是必须的。

[root@mynet busybox-1.00-pre10]# make TARGET_ARCH=arm

[root@mynet busybox-1.00-pre10]# make install

Busybox将在默认的PREFIX目录- install下面生成bin、sbin、usr三个子目录和一个链接文件linuxrc。

4.4准备生成cramfs文件系统

(1)创建一个文件夹rootfs，把_install目录下生成的bin、sbin、usr三个目录拷贝到rootfs，并且在rootfs目录下建立其他子目录。执行命令mkdir dev etc home lib mnt procsystmp var，建立相应的文件夹，再建立etc下的init.d文件夹。

(2)准备启动文件inittab、fstab、linuxrc、rcS。其中inittab、fstab放在etc目录下面, rcS放在etc/ init.d/目录下面，linuxrc放在rootfs目录下面。

(3)简单的配置文件的编写

linuxrc文件：

#!/bin/sh

echo "mount /etc as ramfs"

/bin/mount -f -t cramfs -o remount,ro /dev/bon/2 /

/bin/mount -t ramfs ramfs /var

/bin/mkdir -p /var/tmp

/bin/mkdir -p /var/run

/bin/mkdir -p /var/log

/bin/mkdir -p /var/lock

/bin/mkdir -p /var/emptymk

#/bin/mount -t usbdevfs none /proc/bus/usb

exec /sbin/init

rcS文件：

#!/bin/sh

/bin/mount –a

fstab文件：

none /proc proc defaults 0 0

none /dev/pts devpts mode=0622 0 0

tmpfs /dev/shm tmpfs defaults 0 0

注意应该使得上述文件具有执行权限，可以使用chmod755来修改其权限。

4.5生成Cramfs根文件系统映像

我们使用的是优龙提供的cramfs-1.1.tar.gz源码包，用该工具生成根文件系统映像，

解压后将mkcramfs放到宿主机Red Hat9的/bin目录下。

转到rootfs目录的上级目录执行：mkcramfsrootfstest.cramfs

5下载运行test.cramfs

将test.cramfs通过dnw下载到优龙FS2410开发板的nandflash中的文件分区（其地址为：offset 0x200000 , size 0x1e00000)，文件系统正常启动。启动界面如图：

NET: Registered protocol family 1

NET: Registered protocol family 17

VFS: Mounted root (cramfs filesystem) readonly.

Mounted devfs on /dev

Freeing init memory: 124K

mount /etc as ramfs

mount: /etc/mtab: No such file or directory

mount: /etc/mtab: Read-only file system

mount: /etc/mtab: No such file or directory

mount: /etc/mtab: Read-only file system

mount: /etc/mtab: Read-only file system

mount: /etc/mtab: Read-only file system

mount: /etc/mtab: Read-only file system

Please press Enter to activate this console.

BusyBox v1.00-pre10 (2009.09.01-12:23+0000) Built-in shell (ash)

Enter help for a list of built-in commands.

/ # ls

binetclibmntsbintmpvar

devhomelinuxrcprocsysusr

/ #