因為嵌入式Linux的root filesystem是依照需求加入套件，與桌面環境的Linux distribution不同，因此都是用從頭打造的方式做起。在建立root filesystem時，程式庫相依 (library dependencies) 的議題是相當重要的項目。當root filesystem缺少必要的library時，程式當然無法執行，甚至系統也會無法順利啟動。分析應用程式所需的相依程式庫，觀念如下：
(1)先利用Cross Toolchain的objdump指令觀察ELF格式裡的「NEEDED」項目。
(2)必須再檢查這些library是否相依其它library。
(2)必須再檢查這些library是否相依其它library。
1個基本且可開機的root filesystem，也稱做bootstrap root filesystem，1個可用的bootstrap root filesystem只需要包含busybox與libc即可。傳統的Embedded Linux應用，大多是以NFS的方式來測試目標裝置的完整root filesystem(full root filesystem)。以NFS進行Embedded Linux開發測試，主要是針對目標裝置的full root filesystem做「立即(right now)」的系統執行測試(run-time)，免除「不斷打包image file、開機」的惡夢。這是1種流行很久的Embedded Linux系統測試與開發方式，其概念如下：
(1)將target的完整root filesystem(例如ARM9 root filesystem)建置後，存放於host端的某個目錄下，例如/home/rootfs。
(2)為target製作1個「NFS root filesystem」，也就是bootstrap root filesystem＋ NFS功能，並使用NFS root filesystem將目標裝置開機。
(3)設定host端為NFS server。
(4)以NFS mount方式將host端上的root filesystem目錄「mount」進來，即可在目標裝置上執行full root filesystem裡的應用程式。
這種方式不但簡單，而且方便，需要的基礎建設如下：
1.目標裝置使用的kernel必須支援NFS。
2.製作bootstrap root filesystem時，需要加入mount指令，並且開啟mount指令的NFS功能。
3.加入NFS functionality至bootstrap root filesystem。
4.設定NFS server。
製作完成的root filesystem必須做打包的動作，將整個root filesystem包裝成1個映像檔(image file)。根據目標裝置的不同，我們可以將映像檔包裝成ROM fs、Compress ROM fs、ext2fs或是compress RAM fs。
※ROM file system
ROM file system(romfs)是1種唯讀的檔案系統，在Embedded Linux裡的主要應用為製作romfs格式的檔案系統映像檔。我們將root filesystem製作成romfs filesystem的image檔。開機後，整個filesystem僅能讀取。要使用romfs filesystem必須將Linux kernel裡的CONFIG_ROMFS_FS功能選項打開。製作ROM fs映像檔所使用的工具為genromfs。
※Compressed ROM file system
Compressed ROM file system(cromfs)即是壓縮過的ROM file system，其製作方式相當簡單，只要使用gzip將ROM file system的映像檔壓縮即可。
※製作ext2fs映像檔
製作ext2fs映像檔的方式有2種。1種是使用dd指令產生1個空白的映像檔，接著再將此映像檔以mkfs.ext2指令格式化成ext2的格式。製作好的空白映像檔再以loopback mount方式掛載到1個目錄下，再將root filesystem整個複製到此目錄下，即可完成ext2fs映像檔的製作。
另外1種建立ext2fs映像檔的方式是使用genext2fs工具，此工具的好處是，當我們需要在root filesystem裡預先建立(pre-built)裝置檔時(device file)，只需要編寫1個裝置檔表格，genext2fs工具會在打包映像檔時，自動在root filesystem裡建立裝置檔。
※Initial RAM disk(initrd)
RAM disk是存在於記憶體中的虛擬磁碟，也就是將RAM拿來當成磁碟使用。在Embedded Linux的應用中，我們通常會將ramdisk當成暫存目錄來使用。例如將/dev/ram1附掛到/tmp目錄，以便能讓應用程式存放暫時性檔案。/dev/ram?為ramdisk的device file。由於整個root filesystem是從真正的儲存裝置讀取並載入至ramdisk，因此有1個重要的特性是對file system所做的任何修改，都不會影響到真正root filesystem的內容。
initrd全名為initialize RAM disk，是1個特殊的RAM disk。bootloader會將initrd載至記憶體，Linux kernel則可在/dev/ram0找到initrd。initrd會在Linux kernel開機前就載入，initrd正式的用途是用來存放開機時所需要的驅動程式(因root filesystem尚未mount進來)。在Embedded Linux應用上，我們會利用initrd來存放整個檔案系統(root filesystem)，也就是將root filesystem製作成ext2或romfs格式(或其它檔案系統)的映像檔，並在開機時由bootloader載入記憶體，initrd均位於/dev/ram0。要使用RAM disk與initrd，必須將Linux kernel的CONFIG_BLK_DEV_RAM以及CONFIG_BLK_DEV_INITRD)。
※使用initrd做為root filesystem裝置
將initial RAM disk當成root filesystem來使用，是在Embedded Linux應用上是相當常見的技巧，如果我們想將initial RAM disk當成存放root filesystem的裝置來使用，在開機時，只需要配合「root=」的kernel開機參數即可。
※initramfs
Linus本人在Linux 2.6時代所提出的 "initramfs" ，是1種更好的 "root=" 做法。簡單來說，initramfs就是「kernel 2.6 的 initrd」，initramfs是屬於1種compressed ramfs(ram filesystem)的映像檔。
※C程式庫
在C程式庫方面，除了標準的glibc也被廣泛應用在嵌入式系統領域外，也有一些專門針對嵌入式系統應用所發展的C程式庫，像是uClibc以及Diet libc。但是由於現在的ARM9處理器計算效能都很快，平台也多搭載大容量NAND快閃記憶體，所以許多實作都直接使用libc來實作root filesystem。
No comments:
Post a Comment