farsight 构建Linux根文件系统

构建Linux根文件系统

1. 根文件系统

1.1 定义

存放系统启动所必需的文件

内核映像文件（嵌入式系统中，内核一般单独存放在一个分区中）；

内核启动后运行的第一个程序（init）；

shell程序；

应用程序所依赖的库；

…...

1.2 目录结构

1.2.1 FHS标准：

（Filesystem Hierarchy Standard，文件系统层次标准）；

定义文件系统中目录、文件存放的原则，不是强制性标准。

1.2.2 目录：

/bin

存放所有用户都可以使用的、基本的命令；

比须和根文件系统在一个分区中。

/sbin

存放系统命令，只有管理员可以使用的命令

必须和根文件系统在同一分区中。

/---/sbin

*基本的系统命令，用于启动系统、修复系统等。

*---/usr/sbin

*不是急迫需要使用的系统命令。

*---/usr/local/sbin

/本地安装的系统命令。

/dev：存放设备文件。

/etc：存放配置文件。

/lib

/---libc.so.*动态链接C库。

*---ld*链接器、加载器。

/---modules内核可加载模块存放的目录。

/home：用户目录。

/root：根用户目录。

/usr

存放共享、只读的数据和程序；

可以存放在另一个分区中，系统启动后再挂接到根文件系统的/usr目录下。

/var：存放可变的数据。

/proc

proc文件系统的挂接点；

proc文件系统是一个虚拟的文件系统，用来表示系统的运行状态。

/mnt：用于临时挂接某个文件系统的挂接点。

/tmp

用于存放临时文件；

为减少对Flash的操作，可以在/tmp目录上挂接内存文件系统。

2. Busybox

2.1 init进程

2.1.1 定义

由内核启动的第一个（唯一的一个）用户进程（ID=1）；

是后续所有进程的发起者，根据配置文件决定启动哪些程序；

执行的程序通常是/sbin/init，也可以传入命令行参数指定一个程序作为init进程运行。

2.1.2 内核如何启动init进程

内核启动的最后一步是启动init进程，代码在linux内核源码的init/main.c中。static int noinline init_post(void)

{

free_initmem();

unlock_kernel();

mark_rodata_ro();

system_state = SYSTEM_RUNNING;

numa_default_policy();

/*打开标准输入（stdin）、标准输出（stdout）、标准错误（stderr）；

*对应的文件描述符分别是0，1，2。

*/

//打开/dev/console设备文件，他是init进程的标准输入设备。

if (sys_open((const char __user *) "/dev/console", O_RDWR, 0) < 0) printk(KERN_WARNING "Warning: unable to open an initial console.\n");

//将文件描述符0复制给文件描述符1，2；

//标准输入、标准输出、标准错误对应同一个文件（设备）。

(void) sys_dup(0);

(void) sys_dup(0);

/*ramdisk_execute_command

*指定了要执行的程序

*1. ”

如果命令行参数中指定了rdinit=...”

*ramdisk_execute_command等于此指定值。

*2. 如果/init程序存在

*ramdisk_execute_command=/init

*3. ramdisk_execute_command为空。

*/

if (ramdisk_execute_command) {

/*run_init_process函数

*使用他的参数所指定的程序来创建一个用户进程；

*一旦创建进程成功，此函数将不会返回。

*/

run_init_process(ramdisk_execute_command);

printk(KERN_WARNING "Failed to execute %s\n",

ramdisk_execute_command);

}

/*execute_command

*指定了要执行的程序

*1. ”

如果命令行参数中指定了init=...”

* execute_command等于此指定值。

*2. execute_command为空

*/

if (execute_command) {

run_init_process(execute_command);

printk(KERN_WARNING "Failed to execute %s. Attempting "

"defaults...\n", execute_command);

}

//依次尝试执行/sbin/init、/etc/init、/bin/init、/bin/sh。

run_init_process("/sbin/init");

run_init_process("/etc/init");

run_init_process("/bin/init");

run_init_process("/bin/sh");

panic("No init found. Try passing init= option to kernel.");

}

static char * argv_init[MAX_INIT_ARGS+2] = { "init", NULL, };

char * envp_init[MAX_INIT_ENVS+2] = { "HOME=/", "TERM=linux", NULL, };

static void run_init_process(char *init_filename)

{

argv_init[0] = init_filename;

kernel_execve(init_filename, argv_init, envp_init);

}

2.1.3 Busybox init程序流程

设置信号处理函数；

初始化控制台；

解析inittab。

2.1.4 初始化控制台

进程时打开了/dev/console”设备作为控制台，一般情况下Busybox init程内核启动init”

序使用/dev/console；

如果内核启动init进程时设置了环境变量CONSOLE或是console,则使用环境变量所指定

程序中，会检查这个设备是否可以打开，如果不能打开则使用/dev/null”。的设备。Busybox init”

2.1.5 解析/etc/inittab文件

/etc/inittab文件中的每个条目用来定义一个子进程，并确定他的启动方法。

格式：

:::

：这个子进程要使用的控制台，若省略则使用与init进程一样的控制台。

：对Busybox init程序无意义，省略。

：要执行的程序，可以是可执行程序，或是脚本；

如果程序是交互的，字段前加上-”字符。

”

：表示init进程如何控制这个子进程

/*sysinit

*系统启动后最先执行，只执行一次；

*init进程等他结束后继续执行其他动作。

*wait

*系统执行完sysinit后，只执行一次；

*init进程等他结束后继续执行其他动作。

*once

*系统执行完wait进程后，只执行一次；

*init进程不等待他结束。

*respawn

*启动once进程后；

*init进程监测发现该子进程退出时，重新启动他。

*askfirst

*启动respawn后；

*与respawn类似，但init进程等用户输入回车确认后才启动子进程。

*shutdown

*系统关机时执行。

*restart

*Busybox中配置了CONFIG_FEATURE_USE_INITTAB,并且init进

*程接收到SIGHUP信号时，先重新读取、解析/etc/inittab文件，再执行

*restart程序。

*ctrlaltdel

*按下Ctrl+Alt+Del组合键时执行。

*/

2.2 编译和安装Busybox

详见文档《系统移植》。

2.3 构建根文件系统

2.3.1 创建etc/inittab文件

如busybox下的examples/inittab文件：

#/etc/inittab

::sysinit:/etc/init.d/rcS

::askfirst:-/bin/sh

::ctrlaltdel:/sbin/reboot

::shutdown:/bin/umount -a -r

::restart:/sbin/init

2.3.2 创建etc/init.d/rcS文件

为脚本文件，可在里面添加想自动执行的命令。

如：

#!/bin/sh

ifconfig eth0 192.168.1.2

mount -a

/*ifconfig eth0 192.168.1.2

*设置IP地址。

*mount -a

*按照文件/etc/fstab中的配置挂接文件系统

*/

2.3.3 创建etc/fstab文件

例如：

#device mount-point type options dump fsck order

proc/proc proc defaults00

tmpfs/tmp tmpfs defaults00

/*device：要挂接的设备。

*mount-point：挂接点。

*type：文件系统类型。

*options：挂接参数。

*dump：决定这个文件系统是否要备份。

*fsck order：决定磁盘的检查顺序。

*/