一步一步制作yaffs/yaffs2根文件系统(一)---储备好基础知识再打

开发环境：Ubuntu 12.04

开发板：mini2440 256M NandFlash 64M SDRAM

交叉编译器：arm-linux-gcc 4.4.3点此可下载

BusyBox版本：busybox-1.13.3 点此可下载

yaffs制作工具：mkyaffsimage

yaffs2制作工具:mkyaffs2image（适合64M）、mkyaffs2image-128（适合128M以上）

写之前的罗嗦

这几天制作根文件系统整得我够呛，毕竟是初学制作，各种不会，各种谷歌百度，害的我过情人节都在想着根文件系统！之所以写下来，主要是想把自己的制作过程记下来，防止以后工作了忘记了，二也是和大家分享，希望能对你有所帮助！本节先讲理论知识，我倒是建议本节内容你可以大致浏览，做到“知道是这么回事”的程度就可以了，在后续的制作过程中再结合实际来理解本节内容。要感谢一位DpLife的大哥啊，耐心的在QQ上给我启示，排除问题原因，好人呐。

不管是想要制作yaffs文件，还是yaffs2，本文章都适合，只是最后使用不同的工具生成罢了。现在，开始吧！

主要参考书籍

《嵌入式Linux应用程序开发完全手册》

《国嵌内核驱动进阶教材》

文件系统简介

理论上说一个嵌入式设备如果内核能运行起来，且不需要用户进程的话（估计这种情况很少），是不需要文件系统的。文件系统简单的说就是一种目录结构，由于linux操作系统的设备在系统中是以文件的形式存在（这个很关键奥！和win7的不同之处就在于linux的Everything is a File！），将这些文件分类管理以及提供和内核交互的接口，就形成了一定的目录结构也就是文件系统。文件系统是为用户反映系统的一种形式，为用户提供一个检测控制系统的接口。

而根文件系统，就是一种特殊的文件系统。那么根文件系统和普通的文件系统有什么区别呢？借用书上的话说就是，根文件系统就是内核启动时挂载的第一个（第一个的意思就是不止一个吧，你看，区别出来了啊）文件系统。由于根文件系统是启动时挂载的第一个文件系统，那么根文件系统就要包括Linux启动时所必须的目录和关键性的文件，例如Linux 启动时都需要有用户进程 init 对应的文件，在Linux挂载分区时一定要会找 /etc/fstab这个挂载文件等，根文件系统中还包括了许多的应用程序，如 /bin目录下的命令等。任何Linux启动时所必须的文件的文件系统都可以称为根文件系统。

Linux支持多种文件系统，如包括 ext2、ext3、vfat、jffs、ramfs、yaffs 和nfs等，为了对各类文件系统进行统一管理，Linux引入了虚拟文件系统 VFS（可别小看这个VFS，它可是解决了linux启动时的“鸡生蛋，蛋生鸡”的问题呢），为各类文件系统提供一个统一的操作界面和应用程序接口。下图为Linux文件系统层次关系图

Yaffs 文件系统

YAFFS(Yet Another Flash File System)文件系统是专门为Nand Flash设计的文件系统，与JFFS/JFFS2文件系统有些类似，不同之处是 JFFS/JFFS2 文件系统是专门为Nor Flash的应用场合设计的，而Nor Flash和Nand Flash本质上有较大的区别（坏块、备用区、容量），所以尽管 JFFS/JFFS2文件系统也能用与Nand Flash，但对于Nand Flash来说，通常不是最优方案（性能较低，启动速度稍慢）。而YAFFS利用 NandFlash提供的每个页面16字节或64字节的Spare区（OOB备用区）空间来存放ECC和文件系统的组织信息，能够实现错误检测和坏块处理。这样的设计充分考虑了NandFlash以页面为存取单元的特点，将文件组织成固定大小的数据段，能够提高文件系统的加载速度。

YAFFS目前有yaffs、yaffs2两个版本，一般来说，yaffs对小页面(512B+16B/页)的NandFlash(68M)有很好的支持，yaffs2对更大的页面(2K+64B/页)的NandFlash(128M、256M或者更大)支持更好。不得不说说这个yaffs和yaffs2，前几天学习yaffs制作的时候，我一直以为它们两个的区别蛮大的（确实有区别），但是后来才发现基本的制作过程是一样的，不一样的只是最后生成这两个版本的工具不一样！！！！yafffs由mkyaffsimage生成，而yaffs2由mkyaffs2image生成！

BusyBox简介

BusyBox是一个遵循 GPLv2协议(这是依照书上打的，我可不知道这什么协议)的开源项目。有人将BusyBox比喻成Linux工具的瑞士军刀，简单的说就是Linux的一个大的工具集，包括了Linux中的大部分命令和工具。BusyBox中各种命令与相应的 GNU工具相比，所能提供的选项较少，但是能够满足一般应用。因此，BusyBox主要是为各种小型设备或者嵌入式系统提供。你看，下图就是利用BusyBox安装在根文件系统内的bin目录下的命令。

嵌入式根目录下的bin，sbin和usr目录中的命令以及启动程序linuxrc通常就是通过BusyBox产生的。BusyBox产生的。BusyBox会根据配置的不同自动生成一些文件，但是有些根文件系统下的文件还是需要用户自己建立。

Linux 根文件系统目录结构

为了在安装软件时能够预知文件、目录的位置，为了让用户方便地找到不同类型的文件，在构造文件系统时，建议遵循FHS标准（File Hierarchy Standard，文件系统层次标准）。它定义了文件系统中目录、文件分类存放的原则，定义了系统运行时所需的最小文件、目录的集合，并列举了不遵循这些原则的例外情况及其原因。FHS并不是一个强制的标准，但是大多的Linux、Unix发行版本都遵循FHS。

Linux根文件系统中一般有如图2所示的几个目录，如下图

下面依次讲述这几个目录的作用（很可能你会看烦，但是我保证，它真的需要你静下心去理解，可以在制作的过程中再返回来看）

1、/bin 目录

该目录下存放所有用户（包括系统管理员和一般用户）都可以使用的、基本的命令。

/bin 目录下常用的命令有：cat、chgrp、chmod、cp、ls、sh、kill、mount、umount、mkdir等。

2、/sbin目录

该目录下存放系统命令，即只有管理员能够使用的命令、系统命令还可以存放在/usr/sbin、/usr/local/sbin目录下。/sbin 目录中存放的是基本的系统命令，它们用于启动系统、修复系统等，与/bin目录相似，在挂接其他文件系统之前就可以使用 /sbin。

/sbin目录下常用的命令有：shutdown、reboot、fdisk、fsck等。

不是急迫需要使用的命令存放在/usr/sbin目录下。本地安装的（Locally-installed）的系统命令存放在/usr/local/sbin目录下。

3、/dev 目录

该目录下存放的是设备文件。设备文件是Linux中特有的文件类型，在Linux系统下，以文件的方式访问各种外设，即通过读写某个设备文件操作某个具体硬件。比如通过“/dev/ttySAC0”文件可以操作串口0，通过“/dev/mtdblock1”可以访问MTD设备（NAND Flash、Nor Flash等）的第2个分区。在接下来利用uboot启动的时候要设置入口参数 setenv bootargs "noinitrd root=/dev/mtdblock3 rootfsyle=yaffs2 rw console=ttySAC0,115200 init=/linuxrc mem=64M"，其中的就是mtdblock3，有的人可能会问为什么是mtdblock3，而不是mtdblock2呢？这和你的nand flash分区有关，咱们在内核移植的时候将nandflash分成了4个区，如下

其中的root分区就是用来存放yaffs文件系统的，对应的为/dev/mtdblock3！

设备文件有两种：字符设备和块设备。设备文件可以使用mknod命令创建，详细的就不讲述了。

/dev 的创建有3中方法：

① 手动创建

在制作根文件系统的时候，就在/dev 目录下使用mknod命令创建好要使用的设备文件，比如ttySAC0等。系统挂接根文件系统后，就可以使用/dev目录下的设备文件了。但是这种方法只能使用已经创建好的设备文件，万一我以后再插上优盘的时候，优盘这样的设备文件岂不是不能用了？佛说：不好....不好....

② 使用devfs文件系统。韦老师的书上说已经过时，我直接略过了。

③ udev

udev 是个用户程序（u是指user space，dev是指device），它能够根据系统中硬件设备的状态更新设备文件，包括设备文件的创建、删除等。使用udev机制也不需要在/dev 目录下创建设备节点，它需要一些用户程序的支持，并且内核要支持sysfs文件系统。它的操作相对复杂，但是灵活性很高。

在 BusyBox中有一个mdev命令（注意，是命令奥），它是udev命令的简化版本。适合于嵌入式的应用埸合。其具有使用简单的特点。它的作用，就是在系统启动和热插拔或动态加载驱动程序时，自动产生驱动程序所需的节点文件。在以busybox为基础构建嵌入式linux的根文件系统时，使用它是最优的选择。我接下来的创建根文件系统会用这种方法。

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