嵌入式Linux根文件系统构建指南

1. 根文件系统布局

嵌入式 Linux 根文件系统布局，建议还是按照FHS标准来安排，事实上大多数嵌入式Linux都是这样做的。但是，嵌入式系统可能并不需要桌面/服务器那样庞大系统的全部目录，可以酌情对系统进行精简，以简化Linux的使用。如嵌入式Linux文件系统中通常不会放置内核源码，因而存的常不会放置内核源码，因而存的常不会放置内核源码，因而存放源码的/usr/src目录是不必要的，甚至连头文件也不需要，即/usr/include目录也不必要；但是/bin、/dev 、/etc、/lib 、/proc 、/sbin、/usr几个目录是不可或缺的。

所以，允许嵌入式 Linux 对系统目录结构进行精简，以适应具体用场合的需求，一个典型的嵌入式Linux根文件系统目录如下所示：

要构建一个可用的Linux根文件系统，需要的二进制和库都不少，完全从零开始也是不现实的，推荐参考其它现有可用的文件系统，在原基础上按需修改；或者使用文件系统制作工具如 BusyBox 来实现文件系统的生成。

2. 使用BusyBox生成二进制工具

2.1. 获取BusyBox源码

Busybox的官方源码下载路径为：https://busybox.net/downloads/。这里以下载busybox-1.29.3.tar.bz2为例。

2.2. 配置BusyBox

解压源码，进入根目录

$?tar?jxvf?busybox-1.29.3.tar.bz2
$?cd?busybox-1.29.3/

首先，执行:

$?make?menuconfig

进入图形化配置界面:

2.2.1.选择编译静态库

进入Settings --->使用空格键选择编译静态库

---?Build?Options?????????????????????????????????????????????
[*]?Build?static?binary?(no?shared?libs)??

如图：

2.2.2.选择交叉编译工具链

在Settings ---> 设置项下，填写交叉编译工具链前缀

2-2-3. 选择安装目录

在Settings --->设置项下，找到

---?Installation?Options?("make?install"?behavior)?
????What?kind?of?applet?links?to?install?(as?soft-links)??--->??
(./_install)?Destination?path?for?'make?install'?(NEW)??

默认为当前目录下目录，这里我使用默认_install目录：

2-2-4. 编译安装

退出保存后，执行编译make，大概几分钟后编译完成，执行make install，很快就会安装完成：

入_install目录，查看生成的文件

新建一个目录用来存放制作的根文件系统，可以命名为rootfs。将利用BusyBox生成的二进制文件及目录，即_install目录下的所有文件及目录复制到rootfs目录下。

3. 构建根文件系统

使用BusyBox编译后，仅有 bin、sbin、usr这 3个目录和软链接linuxrc，目录里都是二进制命令工具，这还不足以构成一个可用的根文件系统，必须进行其它完善工作，才能构建一个可用的根文件系统。

3-1. 完善目录结构

根据典型嵌入式Linux根文件系统目录，在rootfs目录中创建其他目录

$?mkdir?dev?etc?lib?proc?sys?tmp?var

3-2. 添加C运行库文件

库文件可直接从交叉工具链获取，一般在工具链的libc/lib/目录下。我这里是在ubuntu下安装的Linaro的交叉工具链：

库文件是在/usr/arm-linux-gnueabihf/lib/目录下，拷贝动态链接库文件(.so文件)到新制作的根文件系统根目录下/lib目录里：

$?cp?-a??/usr/arm-linux-gnueabihf/lib/*so*?./lib/

这里只是拷贝动态链接库。一般开发程序使用动态编译需要板子上动态库的支持才能运行，所以拷贝动态库。而静态库一般在静态编译的时候用到，由于交叉编译的工作放在了PC上所以板子上不需要静态库，所以没有必要拷贝，这样还可以减小根文件系统的体积。

一般使用gcc编译后的可执行文件、目标文件和动态库都带有调试信息和符号信息，这些在调试的时候用到，但是却增大了文件的大小。通常在PC上调试，或者调试时使用这些带有调试信息和符号信息的库文件，程序发布后使用去掉这些信息的库文件，可以大大缩小根文件系统的体积。这里我们去掉这些信息，方法是使用strip工具：

$?arm-linux-gnueabihf-strip?./*

3-3. 添加初始化配置脚本

初始化配置脚本放在在/etc目录下，用于系统启动所需的初始化配置脚本。BusyBox提供了一些初始化范例脚本，在examples/bootfloppy/etc/目录下。将这些配置文件复制到 ”目录下。将这些配置文件复制到 ”目录下。将这些配置文件复制到新制作的根文件系统etc目录下

cp?-a?../busybox/busybox-1.29.3/examples/bootfloppy/etc/*?etc/

添加后如图所示：

3-3-1. 修改/etc/inittab文件

/etc/inittab文件是init进程解析的配置文件，通过这个配置文件决定执行哪个进程，何时执行。将文件修改为:

#?系统启动时
:/etc/init.d/rcS

#?系统启动按下Enter键时
:-/bin/sh

#?按下Ctrl+Alt+Del键时
:/sbin/reboot

#?系统关机时
:/sbin/swapoff?-a
:/bin/umount?-a?-r

#?系统重启时
:/sbin/init

以上内容定义了系统启动时，关机时，重启时，按下Ctrl+Alt+Del键时执行的进程。

3-3-2. 修改/etc/init.d/rcS文件

#!?/bin/sh

#?挂载?/etc/fstab?中定义的所有文件系统
/bin/mount?-a

#?挂载虚拟的devpts文件系统用于用于伪终端设备
/bin/mkdir?-p?/dev/pts
/bin/mount?-t?devpts?devpts?/dev/pts

#?使用mdev动态管理u盘和鼠标等热插拔设备
/bin/echo?/sbin/mdev?>?/proc/sys/kernel/hotplug

#?扫描并创建节点
/sbin/mdev?-s

3-3-3. 修改/etc/fstab文件

/etc/fstab文件存放的是文件系统信息。在系统启动后执行/etc/init.d/rcS文件里/bin/mount -a命令时，自动挂载这些文件系统。内容如下:

#??????????????????????????
proc??????????????????/proc??????????proc?????defaults???????0?????????0
sysfs?????????????????/sys???????????sysfs????defaults???????0?????????0
tmpfs?????????????????/tmp???????????tmpfs????defaults???????0?????????0
tmpfs?????????????????/dev???????????tmpfs????defaults???????0?????????0

注：这里我们挂载的文件系统有三个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。

3-3-4. 修改/etc/profile文件

/etc/profile文件作用是设置环境变量，每个用户登录时都会运行它。将文件内容修改为：

#?主机名
export?HOSTNAME=zyz

#?用户名
export?USER=root

#?用户目录
export?HOME=/root

#?终端默认提示符
export?PS1="[$USER@$HOSTNAME:$PWD]#?"????

#?环境变量
export?PATH=/bin:/sbin:/usr/bin:/usr/sbin

#?动态库路径
export?LD_LIBRARY_PATH=/lib:/usr/lib:$LD_LIBRARY_PATH

因为指定了root用户的家目录为/root，所以需要创建该目录，否则执行cd ~时会失败

$?mkdir?root

登录系统后效果为:

...
Please?press?Enter?to?activate?this?console.
[root@zyz:/]#
[root@zyz:/]#?cd?~
[root@zyz:/root]#
[root@zyz:/root]#?echo?$PATH
/bin:/sbin:/usr/bin:/usr/sbin

至此，根文件系统就基本构建好了。

4. 制作根文件系统镜像

4-1. 根文件系统类型

如果文件系统已经布局完成，则可以发到目标中了。通常会制作一个镜像然后通过某种方式固化到目标系统中，具体采用什么样的形发布需要根据资源状况、内核情况和系统需求等方面进行裁决：

(1)硬件方面，至少需要考虑主存储介质的类型和大小如Flash是NOR Flash还是NAND Flash，RAM的大小等。

(2)内核方面，则需考虑所裁剪后的支持哪些文件系统采用中最合适，能满足性、速度等要求。

(3)系统需求方面，要考虑运行速度、是否可写压缩等因素。常见的可用于根文件系统类型有ramdisk 、cramfs、jffs2 、yaffs/yaffs2和ubifs等，各类型的特性如表所列。

尽管文件系统固件以某一种文件系统的镜像发布，但是整个文件系统实际上还是并存多种逻辑文件系统的。例如，一个系统根文件系统以ubifs挂载，但是/dev目录却是以tmpfs挂载的、/sys目录挂载的是sysfs文件系统。现在，似乎ubifs是一种趋势。

4-2. 制作UBIFS根文件系统镜像

Linux下制作UBIFS的命令有两个，mkfs.ubifs和ubinize。mkfs.ubifs，将一个目录制作为UBIFS文件系统。使用范例：

$?mkfs.ubifs?-m?2048?-e?128KiB?-c?4096?-r?./rootfs?-o?rootfs.ubifs

其中:

-r,?-d,?--root=DIR???????build?file?system?from?directory?DIR（目录）
-m,?--min-io-size=SIZE???minimum?I/O?unit?size（最小输入输出单元大小）
-e,?--leb-size=SIZE??????logical?erase?block?size（逻辑擦除块大小）
-c,?--max-leb-cnt=COUNT??maximum?logical?erase?block?count（最大逻辑擦除块数目）
-o,?--output=FILE????????output?to?FILE（输出文件）

所以制作ubifs镜像文件，需要知道3个关键参数，即最小输入输出单元大小，逻辑擦除块大小，最大逻辑擦除块数目，其中最大逻辑擦除块数目可由Flash分区大小和逻辑擦除块大小计算出来，这些信息可以通过u-boot命令查看:

=>?mtdparts?default
=>?ubi?part?rootfs

ubinize，将mkfs.ubifs制作的UBIFS文件系统制作成含有卷标的可以直接烧写在Flash上的镜像。使用范例：

$?ubinize?-m?2048?-p?128KiB?ubinize.cfg?-o?rootfs_ubifs.img

其中:

-o,?--output=?????output?file?name（输出文件）
-p,?--peb-size=???????size?of?the?physical?eraseblock?of?the?flash（物理擦除块大小）
?????????????????????????????this?UBI?image?is?created?for?in?bytes,
?????????????????????????????kilobytes?(KiB),?or?megabytes?(MiB)
?????????????????????????????(mandatory?parameter)
-m,?--min-io-size=????minimum?input/output?unit?size?of?the?flash
?????????????????????????????in?bytes

这里需要两个参数物理擦除块大小和最小输入输出单元大小。ubinize.cfg是配置文件，内容如下:

[ubifs]
mode=ubi
image=rootfs.ubifs
vol_id=0
vol_size=1024MiB
vol_type=dynamic
vol_name=rootfs
vol_flags=autoresize

说明：

[ubifs]
mode=ubi
image=rootfs.ubifs???????#?mkfs.ubi生成的源镜像?
vol_id=0?????????????????#?卷号
vol_size=1024MiB?????????#?卷大小，一般要设置的比分区大，防止有坏块
vol_type=dynamic?????????#?卷类型，动态卷
vol_name=rootfs??????????#?卷名，rootfs
vol_flags=autoresize?????#?自动大小

　　审核编辑：汤梓红

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2021-11-08 09:27:53

使用Buildroot构建根文件系统的方法简析

自动构建所需的交叉编译工具链，创建根文件系统，编译Linux内核映像，并生成引导加载程序用于目标嵌入式系统，或者它可以执行这些步骤的任何独立组合。例如，可以单独使用已安装的交叉编译工具链，而Buildroot仅创建根文件系统。原作者：DMCF

2022-11-04 15:41:57

基于嵌入式视频存储的专用文件系统该怎么设计？

嵌入式硬盘录像机中所采用的嵌入式操作系统有RTOS、pSOS、嵌入式 Linux、VxWorks等，一般也都采用FAT文件系统。

2019-11-06 08:17:17

如何构建嵌入式Linux NFS根文件系统？

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。

2019-10-31 07:19:42

如何构建嵌入式Linux系统？

Linux操作系统成为嵌入式操作系统的首选是什么原因？如何构造嵌入式Linux系统？

2021-04-26 06:31:42

如何使用QEMU搭建u-boot+Linux+NFS嵌入式开发环境呢

使用QEMU搭建u-boot+Linux+NFS嵌入式开发环境1、搭建嵌入式基本开发环境2、QEMU安装3、编译Linux内核和dtb文件4、使用busybox制作根文件系统编译安装制作根文件系统

2021-11-05 08:21:39

如何使用squashfs只读文件系统制作Linux系统文件

使用Squashfs和Overlayfs提高嵌入式Linux文件系统可靠性

2021-01-04 06:34:57

如何制作嵌入式根文件系统？

如何制作嵌入式根文件系统？

2021-12-27 07:30:37

如何在Intel XScale PXA255上构建嵌入式Linux应用平台

工作在200MHz、300MHz、400MHz下，集成了许多常用的外围接口，功能强大。本文将介绍如何在Intel XScale PXA255上构建嵌入式Linux应用平台。一个嵌入式Linux系统

2019-07-17 08:11:03

如何对嵌入式linux开发板的内核文件系统进行烧录呢

嵌入式linux开发板的接口接线工具都有哪些呢？如何对嵌入式linux开发板的内核文件系统进行烧录呢？

2021-12-27 07:33:18

工程师干货：嵌入式杂谈之文件系统

Linux启动挂载根文件系统为例，这个文件系统可以是真正的存储设备上的文件系统，也可以是网络文件系统，甚至可以开辟一段内存，虚拟出来一个文件系统，这些在一开始接触嵌入式Linux开发的时候就算讲到了讲的也不会

2020-04-14 10:41:44

怎样使用buildroot构建根文件系统

使用buildroot构建根文件系统一、buildroot介绍使用busybox 构建文件系统的时候，busybox 仅仅只是帮我们构建好了一些常用的命令和文件，像 lib 库、/etc目录下的一些

2021-11-05 08:13:56

迅为3568开发板文件系统构建之简介

迅为3568开发板文件系统构建之简介1.1 根文件系统简介在移植Linux系统的时候，我们需要先移植一个bootloader代码，bootLoader用于启动Linux 内核，然后移植 Linux

2022-09-19 17:02:04

适合嵌入式Linux应用的文件系统—— JFFS

介绍一种适合嵌入式Linux应用的文件系统—— JFFS。JFFS是一种在开源模式下开发的文件系统，为嵌入式Linux 系统的应用提供了一种可靠、稳定、方便的数据存储方式。在探讨其工作

2009-04-16 11:07:07

Linux嵌入式系统根文件系统的选择与制作

Linux 操作系统做为嵌入式系统近年应用越来越广泛,Linux 根文件系的装载是Linux 内核启动期间进行的最后操作之一,它是Linux 嵌入式系统的一个重要组成部分,系统地分析了Linux 嵌入式

2009-04-24 10:37:34

适合嵌入式Linux应用的文件系统—— JFFS

2009-05-14 15:27:52

在嵌入式Linux上实现JFFS文件系统

本文通过在嵌入式操作系统uClinux 上实现可读写JFFS 文件系统的实例，介绍了在嵌入式系统中使用Flash 芯片的方法。关键词： 嵌入式系统;uClinux;Flash;JFFS 文件系统Realizing JF

2009-05-31 15:10:28

用Busybox制作嵌入式Linux根文件系统

根文件系统为Linux 的运行提供最基本的工具、库、脚本和一些特殊文件的支持Busybox 是制作嵌入式Linux 文件系统的快捷工具，本文通过配置、编译、安Busybox，以及生成根文件系统映

2009-06-12 16:05:24

构造嵌入式Linux的文件系统

文件系统是Linux 系统最基本的资源。本文介绍了一种嵌入式Linux 文件系统的构造过程，较为详细地讲解了如何选择和配置所需的系统文件，以及如何设置文件系统的用户和属组来

2009-08-07 09:11:14

嵌入式Linux文件系统的研究与应用

随着嵌入式系统的发展，使用Linux操作系统搭建的嵌入式平台得到了越来越广泛的应用。文件系统是嵌入式Linux 系统的重要组成部分，一个合适的文件系统解决方案可以极大的提

2009-08-13 08:59:12

Linux嵌入式文件系统横向对比

不同的嵌入式系统文件系统类型有不同的特点，因而根据存储设备的硬件特性、系统需求等有不同的应用场合。在嵌入式Linux应用中，主要的存储设备为 RAM(DRAM, SDRAM)和ROM(常采用FLASH存储器)，

2011-02-23 10:12:58

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基于Cramfs的根文件系统配置

根文件系统是构建一个Linux 嵌入式系统的重要组成部分，目前嵌入式系统可以选择的根文件系统有：Romfs、Cramfs、Ramfs、Jffs2、Ext2 等，而目前广泛使用的Cramfs根文件系统是只读型文件系

2011-05-25 17:07:36

嵌入式系统：11-2 实验-FAT文件系统的使用#嵌入式系统

嵌入式文件文件系统

学习电子发布于 2022-11-12 21:55:48

嵌入式Linux开发板上NFS文件系统的使用

本文描述了在开发嵌入式linux系统时调试程序的一个方法，本文以深圳远峰的YF2410DVK为开发平台，描述在嵌入式linux下面如何使用NFS文件系统来开发调试应用程序，其它的嵌入式平台类似

2012-02-02 15:22:45

2103

基于嵌入式Linux的Flash文件系统的实时性能研究_孙晓荣

基于嵌入式Linux的Flash文件系统的实时性能研究_孙晓荣

2017-03-16 10:09:07

分析YAFFS文件系统在Linux系统中的构建

介质上的嵌入式Linux中构造YAFFS时，YAFFS存在挂载时间过长和损耗均衡性不足两方面的缺点，需要进一步改进和优化。 1 YAFFS文件系统在嵌入

2017-10-21 10:56:36

YAFFS文件系统在嵌入式Linux系统中的构建与改进

介质上的嵌入式Linux中构造YAFFS时，YAFFS存在挂载时间过长和损耗均衡性不足两方面的缺点，需要进一步改进和优化。 1 YAFFS文件系统在嵌入式所

2017-11-30 07:50:02

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基于嵌入式视频存储的专用文件系统设计

的嵌入式操作系统及其研发能力有密切的关系。目前嵌入式硬盘录像机中所采用的嵌入式操作系统有RTOS、pSOS、嵌入式 Linux、VxWorks等，一般也都采用FAT文件系统。随着对硬盘录像机需求的增长，传统FAT格式的文件系统逐渐显得有些力不从心，例如读写效率低，磁盘容量和分

2018-12-02 18:33:01

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