Ramdisk文件系統的製做與調試運行

開發環境：Fedora 9
交叉編譯工具鏈：arm-linux-gcc 4.3.2 with EABI
嵌入式Linux內核版本：2.6.29.4-FriendlyARM。昨天寫貼子的時候具體記不清了，今天起來啓動開發板用uname -r查一下，就是叫作2.6.29.4-FriendlyARM，帖子已經改好了。本文就是友善之臂的2.6.29.4-FriendlyARM的那個版本的內核的基礎上改的。其它版本的應該也相似，僅供參考。
開發板：mini2440-128M Nand Flash
Bootloader：u-boot-2009.11

具體步驟以下：
1.解壓內核源碼樹
解壓linux-2.6.29-mini2440-20090708.tgz到本身的工做目錄，會生成一個友善之臂修改過的而且有幾個mini2440默認配置文件的內核源碼目錄linux-2.6.29。具體步驟參照友善之臂mini2440開發板用戶手冊，具體不詳述了。

2.修改內核配置選項
進入內核源碼目錄linux-2.6.29目錄
#cp config_mini2440_t35 .config
#make menuconfig ARCH=arm
打開配置菜單，修改兩個配置項，分別是：
a）：General setup-->選擇 Initial RAM filesystem and RAM disk...... 項
b）：Device Drivers-->Block devices-->選擇 RAM block device support 項

並檢查Optimize for size是否被選中，若是沒有則選中，此項優化內核大小，根據須要進行配置。
修改（8192）Default RAM disk size kbytes選項爲 （4096）Default RAM disk size kbytes，之因此修改是由於我以後製做的ramdisk是4096KB大小的。固然若是你想製做8192KB大小的ramdisk，這裏就要對應爲8192了，以此類推。可是最小系統嘛，是不用那麼大的ramdisk的。此項的默認配置就是（4096），之前我改過這個配置，因此是（8192）了。若是這個大小和你作的ramdisk不匹配，則啓動時仍然會出現kernel panic內核恐慌，提示ramdisk格式不正確，掛載不上ramdisk。
而後特別要注意的一點是，ramdisk是一種內存虛擬磁盤技術，實質上並非一種文件系統，它使用的文件系統時ext2文件系統。因此必定要在make menuconfig ARCH=arm的時候進入File systems菜單，選上<*> Second extended fs support。以提供內核對ext2文件系統的支持。我之前添加過了ext2文件系統了，因此開始的時候在此沒有說明，在此爲了說明爲何有的人照着個人方法作了，可是仍然kernel panic，特別把這一步也加上。
而後保存配置退出。
這樣就爲內核添加好了ramdisk啓動功能和ramdisk的驅動支持了。

3.修改內核啓動參數
方法有二：
a）：修改.config的第310行，修改CONFIG_CMDLINE=""的定義
修改成CONFIG_CMDLINE="initrd=0x31000000,0x200000 root=/dev/ram rw init=/linuxrc console=ttySAC0 mem=64M"
保存。
意思爲從ramdisk啓動，ramdisk壓縮文件起始地址在內存地址0x31000000處，文件大小爲0x200000。
此參數也能夠在make menuconfig ARCH=arm時進入Boot options菜單，而後在Default kernel command string裏修改。效果是同樣的。
b）：或者不修改.config的的第310行CMDLINE定義,而是用u-boot的bootargs環境變量來傳遞啓動參數。
一樣也是修改該環境變量爲bootargs=initrd=0x31000000,0x200000 root=/dev/ram rw init=/linuxrc console=ttySAC0 mem=64M
並saveenv保存u-boot環境變量
以上a），b）的效果是同樣的。

4.編譯內核
#make zImage ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-
而後是二十分鐘左右的等待。
編譯完成後在當前目錄下就出現了zImage內核映像了。
好像友善之臂把內核源碼目錄裏的uImage目標給註釋了，之前在論壇裏看到過有人說，直接make uImage好像提示沒有uImage的目標。因此我就先製做zImage，而後再用u-boot的mkimage工具轉化爲uImage。其實uImage就是在zImage的開頭部分增長了一個64字節的內核映像說明。

5.製做uImage內核映像
因爲我使用的Bootloader是u-boot，因此要將zImage轉化爲uImage，方法以下：
#mkimage -A arm -O linux -T kernel -C none -a 0x30008000 -e 0x30008000 -n "Linux kernel Image" -d zImage uImage-ramdisk
說明：mkimage工具是u-boot格式uImage內核映像製做工具。若是成功編譯u-boot以後，它會在u-boot源碼樹下的tools目錄之下。建議將其拷貝到宿主機的/sbin/目錄下，以方便使用。mkimage使用時的具體參數再也不詳述，不清楚的請本身查閱。

6.製做ramdisk根文件系統
該過程是製做ramdisk根文件系統的核心步驟，方法以下：
a）建立根文件系統目錄：
#cd轉入到你的工做目錄。
#mkdir rootfs
#cd rootfs
#mkdir bin dev etc lib proc sbin sys usr mnt tmp var
#mkdir usr/bin usr/lib usr/sbin lib/modules

b）建立最基本的設備文件：
#cd dev
#mknod -m 666 console c 5 1
#mknod -m 666 null c 1 3
#cd ..

c）安裝/etc配置文件：
這裏能夠直接把友善之臂的root_qtopia裏的幾個基本的配置文件拷貝過來，只拷貝必要的便可，並對其內容進行刪減，由於我作的ramdisk並不包含Qtopia等，全拷貝過來也沒有用。
我是從網上找的最小系統的etc配置文件直接解壓到我製做的根文件系統裏了，並作參照友善之臂的root_qtopia添加了一些內容，見最後的說明。
操做以下：
#tar etc.tar.gz -C /xxx/rootfs
xxx表示你要製做的rootfs所在的目錄。

d）編譯內核模塊：
方法是以下：
進入Linux內核源碼目錄（linux-2.6.29）
#make modules ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-

e）安裝內核模塊：
#make modules_install ARCH=arm INSTALL_MOD_PATH=/xxx/rootfs
xxx表示你要製做的rootfs所在的目錄。

f）配置busybox
進入busybox目錄執行#make menuconfig
　　進入Busybox Settings -> build Options ->選中"Build busybox as a static binary「，即靜態連接，免去拷貝大量的庫文件。
　　Installation Options -> 選中"Don't use /usr"，以避免busybox不慎被安裝到宿主機系統的相應目錄下，破壞宿主機系統。
　　Busybox Installation Prefix （/xxx/rootfs），修改該選項代表編譯後的busybox將安裝到該位置。

g）編譯、安裝busybox
#make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-
幾分鐘編譯完成後
#make install
安裝到Busybox Installation Prefix （/xxx/rootfs）設定的目錄裏。當前爲我要製做的根文件系統目錄（/xxx/rootfs）。

h）製做ramdisk根文件系統鏡像
方法以下：
上 http://genext2fs.sourceforge.net/下載能夠簡單方便的製做ramdisk文件系統的工具genext2fs，這樣就不用像網上大多數說的那樣繁瑣的製做ramdisk映像了，當前最新版本爲genext2fs-1.4.1.tar.gz ，下載具體地址：http://sourceforge.net/projects/genext2fs/?source=dlp
編譯生成該工具genext2fs，並將其放入宿主機的/sbin/目錄下以方便使用。
跳轉到要製做的rootfs的上一級目錄
#genext2fs -b 4096 -d rootfs ramdisk
-b是指製做的ramdisk大小爲4096K字節
-d是指要製做成ramdisk的根文件系統目錄
最後的ramdisk是製做出來的ramdisk的名字，固然能夠更名了。
#gzip -9 -f ramdisk
將該ramdisk以最優方式壓縮爲ramdisk.gz

7.下載內核映像和ramdisk映像
啓動u-boot，暫停u-boot自動啓動，在u-boot命令行中鍵入以下命令下載內核和ramdisk映像：
[u-boot@MINI2440]# tftp 0x32000000 uImage-ramdisk
dm9000 i/o: 0x20000300, id: 0x90000a46
DM9000: running in 16 bit mode
MAC: 08:08:11:18:12:27
operating at 100M full duplex mode
Using dm9000 device
TFTP from server 192.168.31.117; our IP address is 192.168.31.230
Filename 'uImage-ramdisk'.
Load address: 0x32000000
Loading: T T #################################################################
         #################################################################
         #
done
Bytes transferred = 1917752 (1d4338 hex)
[u-boot@MINI2440]# tftp 0x31000000 ramdisk.gz
dm9000 i/o: 0x20000300, id: 0x90000a46
DM9000: running in 16 bit mode
MAC: 08:08:11:18:12:27
operating at 100M full duplex mode
Using dm9000 device
TFTP from server 192.168.31.117; our IP address is 192.168.31.230
Filename 'ramdisk.gz'.
Load address: 0x31000000
Loading: T T #################################################################
         ####
done
Bytes transferred = 1002594 (f4c62 hex)

8）使用ramdisk根文件系統啓動內核
在u-boot命令行下鍵入以下命令啓動系統：
bootm 0x32000000
## Booting kernel from Legacy Image at 32000000 ...
   Image Name:   Linux-2.6.29.4-FriendlyARM
   Created:      2010-04-09  15:13:52 UTC
   Image Type:   ARM Linux Kernel Image (uncompressed)
   Data Size:    1917688 Bytes =  1.8 MB
   Load Address: 30008000
   Entry Point:  30008000
   Verifying Checksum ... OK
   Loading Kernel Image ... OK
OK

Starting kernel ...

Uncompressing Linux.............................................................
................................................................ done, booting t
he kernel.
Linux version 2.6.29.4-FriendlyARM ( root@localhost.localdomain) (gcc version 4.3
.2 (Sourcery G++ Lite 2008q3-72) ) #3 Fri Apr 9 23:13:36 CST 2010
CPU: ARM920T [41129200] revision 0 (ARMv4T), cr=c0007177
CPU: VIVT data cache, VIVT instruction cache
Machine: FriendlyARM Mini2440 development board
Memory policy: ECC disabled, Data cache writeback
……中間過長的內容在此省略了……
RAMDISK: Compressed image found at block 0
VFS: Mounted root (ext2 filesystem) on device 1:0.
Freeing init memory: 136K
eth0: link down

Processing /etc/profile... Done

# eth0: link up, 100Mbps, full-duplex, lpa 0x45E1

至此係統啓動成功。

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後記：因爲友善之臂mini2440默認的配置文件是將驅動等直接編譯到內核裏去了，並無使用內核模塊。因此上述第6步製做根文件系統中的d）編譯和e）安裝內核模塊的步驟能夠不作。我就沒有編譯內核模塊。由於參照友善之臂的root_qtopia根文件系統發現/lib/modules/`uname -r`里根本沒有東西。並且之前用友善之臂的config_mini2440_t35默認配置編譯內核模塊的時候。發現友善只作了個hello_modules的內核模塊示例。在此咱們不須要使用這個hello_modules，因此這兩步就略過去了。

說明：因爲最小系統裏的etc配置文件沒有寫自動啓動網卡的腳本，因此我作的ramdisk開始時並不能自動啓動網卡。後來參照友善之臂的root_qtopia根文件系統裏的腳本作以下修改，便可自動啓動腳本。
修改以下：
修改要製做的ramdisk根文件系統的rootfs下的/etc/init.d/rcS文件
在最下邊添加以下兩行命令便可自動啓動網卡：
/sbin/ifconfig lo 127.0.0.1
/sbin/ifconfig eth0 192.168.31.230 netmask 255.255.255.0 up

這個方法是經過分析友善之臂的root_qtopia根文件系統的啓動流程時發現的。
經過分析友善之臂的root_qtopia根文件系統，咱們還能發現更多的內容。在此不在詳述。
鍛鍊一下本身分析解決問題的能力吧。呵呵。

 

附加：

 另外可使用如下方法把kernel和ramdisk都燒寫到nand flash中，修改bootcmd，這樣u-boot就能夠自動啓動該系統了。如下僅僅是方法，沒有具體說明。你們能夠本身作一下。
方法以下：

u-boot# tftp 0x32000000 zImage
u-boot# nand erase 0x00200000 0x200000
u-boot# nand write 0x32000000 0x00200000 0x00200000
u-boot# setenv bootcmd nand read 0x32000000 0x00200000 0x00200000\;go 0x30008000
u-boot# boot
注意 0x200000 是2M以內的內核 若你的內核大於2M則把 0x200000 換成 0x300000 （好比說內核大小在3M內）
其實就是uboot中的活用 go 命令，啓動 zImage 格式的內核的方法。
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u-boot# tftp 0x32000000 uImage
u-boot# nand erase 0x00200000 0x200000
u-boot# nand write 0x32000000 0x00200000 0x00200000
u-boot# setenv bootcmd nand read 0x32000000 0x00200000 0x00200000\;bootm 0x30008000
u-boot# boot
注意 0x200000 是2M以內的內核 若你的內核大於2M則把 0x200000 換成 0x300000 （好比說內核大小在3M內）
其實就是uboot中使用 bootm 命令啓動 uImage 格式的內核的方法。
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注：nand erase 要擦除的起始地址 要擦除的字節數
　　nand write 要寫入的起始地址 要寫入的字節數
　　另外要擦除/寫入的起始地址和要擦除/寫入的字節數都必須是你的u-boot擦除和寫入的最小塊大小的整數倍。例如tekkaman大俠的u-boot-2009.11_tekkaman的Erase和Write的最小塊大小都是128KB，因此以上的四個數(要擦除/寫入的起始地址、要擦除/寫入的字節數)都必須是128KB的整數倍。

 

說明：本博客轉載自http://www.arm9home.net/read.php?tid-5610.html 技術論壇，感受博主，文章寫的很不錯，具備很強的實踐意義，最近在看ramdisk,發現了這篇文章，與你們分享。