TI Davinci DM6446開發攻略——根文件系統的裁剪和移植 分類： DSP 2013-07-22 16:30 339人閱讀 評論(0) 收藏

1、補充文件系統知識

Linux根文件系統是 存放tool軟件、lib文件、script（腳本）、配置文件、其餘特殊文件、本身開發的應用程序的地方。嵌入式linux的根文件系統rootfs就像windows操做系統的C、D盤這種概念機制，FLASH對應硬盤。但linux是掛載點的概念，根文件系統是一個總體，組織到一個樹狀的目錄結構中。這種文件組織遵照文件系統科學分類標準FHS，一種國際標準。運行、維護系統所必須的各類

在開發、測試階段，基本上都是使用NFS（網絡文件系統），NFS文件系統是在你的開發主機HOST裏，不是在你的板子裏。製做嵌入式產品根文件系統，就是要把NFS指向的文件系統文件夾裏全部的內容，經過其餘少數幾種的Linux文件系統打包生產一個2進制鏡像文件，而後以某種方式燒寫到FLASH芯片內。開發階段，特別是應用程序開發、動態加載的驅動模塊開發，使用NFS，能夠省去麻煩的根文件系統鏡像文件的下載和燒寫過程，即可以在本身板子上運行這些開發的程序和模塊。

 

Linux支持超過50種文件系統，可是隻有少數幾種在嵌入式OS中經常使用，見下圖。linux嵌入式產品的根文件系統是須要燒寫到Flash芯片裏。

 

Cramfs文件系統：（Compressed ROM File System）是個簡單，壓縮的，只讀的文件系統。除了能夠用於MTD下只讀而且極少更新img的NOR/NAND，IDE的CF，FTL/NFTL的NOR/NAND，可做爲RAM disk的IMG存儲。因爲簡單，Cramfs有一些限制，例如最大支持16M（?256M），沒有當前（.）和父（..）目錄，頁大小固定爲4096，gid（8位）最大爲255，全部的連接文件計數都是1等等。在cramfs文件系統中，每一頁(4KB)被單獨壓縮，能夠隨機頁訪問，其壓縮比高達2:1,爲嵌入式系統節省大量的Flash存儲空間，使系統可經過更低容量的FLASH存儲相同的文件，從而下降系統成本。Cramfs文件系統以壓縮方式存儲，在運行時解壓縮，因此不支持應用程序以XIP方式運行，全部的應用程序要求被拷到RAM裏去運行，但這並不表明比Ramfs需求的RAM空間要大一點，由於Cramfs是採用分頁壓縮的方式存放檔案，在讀取檔案時，不會一會兒就耗用過多的內存空間，只針對目前實際讀取的部分分配內存，尚沒有讀取的部分不分配內存空間，當咱們讀取的檔案不在內存時，Cramfs文件系統自動計算壓縮後的資料所存的位置，再即時解壓縮到RAM中。另外，它的速度快，效率高，其只讀的特色有利於保護文件系統免受破壞，提升了系統的可靠性。因爲以上特性，Cramfs在嵌入式系統中應用普遍。可是它的只讀屬性同時又是它的一大缺陷，使得用戶沒法對其內容對進擴充。

製做Cramfs根文件系統命令以下：

#mkcramfs [-h] [-e edition] [-i file] [-n name] dirname outfile

mkcramfs的各個參數解釋以下：

 -h：顯示幫助信息
-e edition：設置生成的文件系統中的版本號
-i file：將一個文件映像插入這個文件系統之中(只能在Linux2.4.0之後的內核版本中使用)
-n name：設定cramfs文件系統的名字
dirname：指明須要被壓縮的整個目錄樹
outfile：最終輸出的文件

cramfsck的命令格式：
cramfsck [-hv] [-x dir] file
cramfsck的各個參數解釋以下：
-h：顯示幫助信息
-x dir：釋放文件到dir所指出的目錄中
-v：輸出信息更加詳細
file：但願測試的目標文件

例子： #mkcramfs rootfs rootfs.cramfs生成rootfs.cramfs文件系統鏡像.其中rootfs是你調試的根文件系統的文件夾，rootfs.cramfs是生產鏡像文件的名字。

Squashfs文件系統：是壓縮的只讀的fs，保留了Cramfs不少優勢，去掉它的限制。壓縮比更高。是一個不錯的文件系統。命令爲：#mksquashfs [source] [dest]

JFFS2文件系統：可寫、保留數據、壓縮、掉電保護，提供wear leveling，適合板載NOR、NAND和Doc。JFFS2提供垃圾回收機制，一般能夠很好地工做。可是當文件系統接近極限或者要求更新一個很是大的文件，垃圾回收的時間會很長，將會延遲文件系統的操做，這會對沒有考慮到這種狀況的某些實時要求的軟件帶來負面的影響。當空間滿的時候，嘗試更新或者階段文件內容會被提示文件系統已滿並失敗，即便看起來不要求添加存儲block，這是由於日誌結構文件系統，須要在log中增長log。在使用的時候，咱們應保證存儲空間的充足，上面的應用可以容忍時延（避免快滿時候垃圾回收的消耗影響）。 JFFS2用途很廣，可是對於如今容量巨大的閃存不適合，新的UBI文件系統出現。JFFS2的不可擴展性是最大的問題，做爲JFFS2的升級，JFFS3支持大容量的閃存。JFFS2使用MTD工具：

#mkfs.jffs2 –r ottfs/ –o images/rootfs-jffs2.img –e 128kiB 其中 128是指擦寫block的大小，若是超過實際閃存的大小，會引發文件系統的崩潰，若是過小，block內有部分存儲空間沒能利用。

#sumtool –i rootfs-jffs2.img –o rootfs-jffs2-summed.img –e 128KiB 增減 erase block的summary node。

 

YAFFS2文件系統：是可寫，下電保護的文件系統，普遍引用於Linux和RTOSeS。和JFFS2相比，它減小一些功能，所以速度更快、佔用內存資源更少。YAFFS2自帶NAND芯片的驅動，是專門爲NAND閃存設計的。之前的YAFFS只支持512-BYTE/Page的NAND，而YAFFS2不但兼容512-BYTE/Page，還支持目前流行的2048-BYTE/Page大容量NAND FLASH。YAFFS2文件系統的鏡像工具是mkyaffs2img。隨便在GOOGLE上輸入mkyaffs2img就能夠找到滿屏幕的製做方法，這裏不用介紹。

 

RAMFS文件系統：

討論RAMFS，就不得不討論RAM disk，在RAM中，而做爲一個block設備，內核能夠同時支持多個RAM disk。一般用於保存磁盤文件系統中壓縮的img。這在嵌入式操做系統的初始化中使用，kernel能夠從存儲設備中提取initial RAM disk（initrd）img做爲的他的根文件系統。一開始，kernel根據boot的參數是否表面intrid，若是是，他將從特定的存貯介質提取文件系統的img並放入RAM disk，同時mount爲根文件系統。initrd的機制是以最簡單的方式提供一個帶根文件系統的內核在RAM中。對於新的系統，推薦使用Initramfs機制。

Tmpfs文件系統：也是RAM disk的一種，可使用物理內存，是一個存放在虛擬memory的文件系統，不提供永久保存，適合於存儲臨時的數據，例如/tmp，用於Linux的page cache和dentry chache。

RAM disk的特色就是速度快，由於在RAM運行的。缺點就是每次從新啓動系統時，前面的工做就沒法保存。建立RAM Disk使用的命令式mke2fs。

有關嵌入式經常使用的文件系統詳細介紹和製做命令、方法，你們能夠在網上搜索獲得。

 

2、 TI davinci 根文件系統 target 介紹

在mv_pro_5.0.0/montavista/pro/devkit/arm/v5t_le目錄下，有個target的文件夾，這個就是TI EVM的根文件系統了。Target裏的內容，見下圖，本人是單獨COPY出來到本身工做目錄下，這點在《開發環境篇》有介紹。TI在這個target文件系統包裏放置不少開發工具，其實就是一個開發應用程序的環境，你進到usr目錄下就明白這點，裏邊包括交叉編譯命令、不少頭文件和應用程序的源代碼、usr/lib裏的lib文件，等等。其實這些東西確定是不能所有燒到本身的板子裏的。單單這個usr裏相關的文件大小就達1G！！！由於TI EVM東西多，複雜，因此咱們裁減的時候，最好作好備份。固然，有些朋友是本身手動從新制做根文件系統，再借助「Busybox」這個大名鼎鼎的嵌入式linux瑞士軍刀，一個精簡的文件系統就出來了。本人在S3C2440、2410的板子上玩過，挺不錯的，很是精簡。本文暫且不討論這種方法。

 

3、 TI davinci 根文件系統 target 的裁減

進入本身工做的target文件夾裏，見上圖：

bin文件夾：裏邊主要是一些linux shell命令，全部用戶均可以使用的、基本的命令，都是很基本的東西，暫時不用動它，保留。

boot文件夾：是存放編譯內核的一些相關文件，好比uImage等，這些東西不必放到板子上的文件系統裏，刪除掉。

dev文件夾：存放很是多的設備節點，若是你對這些節點不是很熟悉，分不清哪些是你係統用到的，哪些是不用的，能夠保留，整個dev只有16~17k的大小。固然節點太多也很差。

 etc文件夾：存放不少啓動的腳本文件、系統配置文件，這是下面移植要討論的重點。整個文件夾有6~7M，像samba、apt這種在普通嵌入式產品不經常使用的東西能夠刪除掉。若是產品不是帶LCD圖像界面的產品，X11（ X Window 系統版本 11，簡稱 X11，是一個對網絡透明的客戶／服務器架構的圖形顯示系統。它支持應用程序在你的屏幕上繪製象素，線條，文字，圖象等等。 X11 還包括一些其它的輔助的函數庫，使得它能夠容易地繪製用戶界面，例如：按鈕，文本輸入區等等）這個能夠刪除掉，單這個文件夾就有2.85M。

 home文件夾：空的文件夾，系統運行會用到，普通用戶的主目錄，必定要保留。

 lib文件夾：不少工具和應用程序使用的庫文件，不是高高手，最好不要刪掉裏邊的文件。

 media文件夾：空的文件夾，保留。

 mnt文件夾：空文件夾，之後使用U盤和SD卡時，會掛到該目錄，因此保留。

 opt文件夾：空文件夾，本身開發的一些應用程序能夠放到這裏，好比TI evm的一些應用程序就放在/opt/dvsdk/dm6446/，存放encode,decode,encodedecode的應用程序，等等。

 proc文件夾：空的文件夾，系統運行會用到，proc文件系統的掛載點，保留。

 root文件夾：空的文件夾，系統運行會用到，root用戶的主目錄，必定要保留。

 sbin文件夾：存放不少工具和基本的系統命令，它們用於啓動系統、修復系統，在嵌入式產品裏，能夠把不經常使用的mkfs.xx的文件所有去掉。其餘有不少工具和命令，要根據你本身的產品，不用到的都刪掉，裁減sbin建議再單獨備份一下sbin，經過NFS，一邊刪除，一邊測試，保證刪除掉後你的產品還很好地工做。這是一種笨辦法，畢竟要所有理解裏邊的每一個命令和工具的做用也須要不少時間。建議這個文件夾最好不要動太多手腳。

 srv文件夾：空的文件夾，保留。

 sys文件夾：空的文件夾，系統運行會用到，好比sysfs，保留。

 tmp文件夾：空的文件夾，系統運行會用到，存放臨時文件，保留。

 usr文件夾：上面提到，這個文件有不少在產品出廠不用到的東西，armv5tl-montavista-linux-gnueabi文件夾直接刪除掉；bin文件夾裏的arm_v5t_le-XXXXX和armv5tl-montavista-linux-gnueabi-XXX也去掉吧；include、local、share、src、X11R6文件夾所有去掉；Usr/lib/tcng/test幹掉；而後根據本身產品的，像perl五、python2.四、X11等等，不用到就搞定它們。笨辦法就是使用NFS和板子共同測試，這樣下來usr就小多了。

var文件夾：存放可變的數據，var/cache/cracklib裏的文件很大，不知在TI EVM有什麼用，本人不用；var\lib\rpm裏的文件本人也不用；var/www/html/manual是在開發html的時候用到，本人不用。這幾個都是var裏耗空間的文件夾。另外，在使用NFS調試的時候，var/log下的文件會保存每次內核啓動的打印信息，測試多了，debug，kern.log，messages等文件也加大，因此製做時要注意這些文件的裁減。

    按照上面的動做下來，一個能夠用的根文件系統也出來了，但還不是簡潔高效的，有些東西還得根據本身的板子要支持的功能選擇性保留和裁減。有些工具、命令、應用程序開始沒用到，可是後來升級產品會用到，因此，裁減要有針對性和規劃性。特別是有些產品使用小於等於64M NAND的嵌入式產品，要作的工做就更多，這裏僅供學習和參考。

 

4、 TI davinci 根文件系統 target 的移植

1 、系統的分區：

在linux-2.6.18移植的博客文章介紹了FLASH的分區，這裏就不用重複了，通常分區是： Bootloader（UBL+U-BOOT）+參數 爲mtdblock0，kernel爲mtdblock1，根文件系統rootfs爲mtdblock2。也有這樣分的：Bootloader（UBL+U-BOOT） 爲mtdblock0，參數爲mtdblock1，kernel爲mtdblock2，根文件系統爲mtdblock3。Bootloader要從FLASH 加載根文件系統，好比jffs2的根文件系統，u-boot的bootargs應該是：mem=118M console=ttyS0,115200n8 rootfstype=jffs2 root=/dev/mtdblock2 noinitrd rw ip=off或者是其餘類型的文件系統。同時，u-boot對根文件系統的燒寫要支持，由於jffs2，cramfs，yaffs2等每種文件系統的燒寫格式都不同，燒寫的地址必定要和內核的FLASH分區地址一一對應。（補充：在DVSDK2.0中，U-BOOT的參數mem=118M，再也不是120M，由於TI DVSDK2.0 CODEC ENGINE要求分配給cmem的大小是10M）。

2 、內核選擇支持對應的文件系統

   經過make menuconfig的配置界面，你的板子要支持什麼樣的文件系統，是cramfs，Squashfs，jffs2還yaffs2，則要對對MTD等相關選項進行選擇，見linux-2.6.18移植的博客。

    3、對根文件系統權限操做

Target下每一個目錄的權限不是所有同樣的，根據本身的文件系統的類型，好比yaffs2，tmp、var等目錄可使用chmod –R 777 tmp , chmod –R 777 var命令設置，文件夾域的設置使用chown的命令。爲何要這樣強調呢？也許不少人調試DAVINCI 板子會碰到：Starting OpenBSD Secure Shell server: sshd/var/empty/sshd must be owned by root and not group or world-writable. failed (255: ).這個就是根文件系統權限和域得設置有問題。

4 、 etc 目錄下的移植

   A、拷貝你的LINUX開發主機etc目錄下的passwd、group、shadow文件到etc目錄下。這樣目標板就使用和你LINUX主機同樣的登陸帳號和密碼了。若是passwd、group、shadow被破壞了，如何都進不去板子的shell命令行，並且你的產品沒有嚴重網絡安全要求，這裏還有一個絕招：把target/etc 下的securetty文件改個名字，不用securetty就能夠了，這樣輸入帳號直接回車就能夠了。

 

   B、etc目錄下新建一個目錄sysconfig，並新建文件HOSTNAME，內容爲「你公司名字或你喜歡的名字」。同時在etc/init.d/下RcS文件最後面加入：/bin/hostname –F /etc/sysconfig/HOSTNAME，在profile最後面加入：

USER="`id -un`" （注意 ` 是鍵盤 1 旁邊的 ` ）

LOGNAME=$USER

PS1='[\u@\h \W]# '   （注意 ‘ 是鍵盤 ; 旁邊的 ‘ 在 linux 文件下顯示不同）

PATH=$PATH

HOSTNAME=`/bin/hostname`  （注意 ` 是鍵盤 1 旁邊的 ` ）

export USER LOGNAME PS1 PATH

這樣在板子上進入shell的命令行時，會顯示「[root@你定義的名字~]#」的格式。

 

   C、etc/fstab文件修改：目前這個本人直接使用TI的，可是本身的產品有時會定義

sysfs               /sys         sysfs       noauto                          0 0

tmpfs              /dev/shm tmpfs      noauto                                 0 0

目前沒有驗證，若是哪一個網友對這方面熟悉，能夠在博客上討論。

 

   D、流程介紹

      根文件系統掛接到VFS（linux虛擬文件系統，一種軟件接口機制，原理這裏不描述）成功後，會根據腳本和配置一步一步運行。咱們能夠經過如下流程去熟悉：

先看inittab

      次看init.d/rcS

而後etc/rc.d/rcS.d，rcS.x等文件，開機是啓動/etc/rc.d/rcS.d/下的腳本，而後是/etc/rc.d/rc3.d/下的腳本。只需把用戶的程序編譯稱shell腳本，放在rc3.d下面就能夠了。

      S開頭的腳本基本上是系統運行初始化要作的工做，K開頭就是關機要作的工做。

     客戶若是要在開機運行本身的某些應用程序，也能夠修改etc/init.d/rcS，在

for i in /etc/rc.d/rcS.d/S??*

do

           # Ignore dangling symlinks for now.

           [ ! -f "$i" ] && continue

           case "$i" in

                 *.sh)

                      # Source shell script for speed.

                      (

                          trap - INT QUIT TSTP

                          set start

                          . $i

                      )

                      ;;

               *)

                     # No sh extension, so fork subprocess.

                     $i start

                     ;;

            esac

done

在這後面加本身的運行命令就能夠了。

 

   E、製做根文件系統映像文件

      就是使用mkcramfs、mkyaffs2image這些命令對整個修改的target文件進行鏡像打包了，格式上面已經介紹了。

 

5、點評

以上是本人的經驗之談，確定有描述不足的地方，但願網友能在博客裏指出來，你們一塊兒學習。到目前爲止，有關DM6446開發攻略的主架構的文章，基本上接近尾聲，最後1篇，有關本身開發的GPIO驅動移植的文章，近期也會出來。之後要寫也是某個環節的補充。其實寫這些文章，就是但願有這方面的開發高手過來點評一下，指出不足和錯誤的地方。畢竟本人在這方面還有不少東西要學習。

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