嵌入式Linux NFS 根文件系统的构建及研究

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。
关键词：NFS；Busybox；根文件系统；S3C2440；Linux

    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。

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：
    [!--empirenews.page--]
    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。

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：

    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。[!--empirenews.page--]
4．2 建立系统配置文件inittab，fstab，rcS

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：

[!--empirenews.page--]
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。

    配置NFS服务器的共享主目录，注意权限问题：
   

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：

    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。

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。