Tiny210v2( S5PV210 )平台下创建基本根文件系统

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0. 概要介绍

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根文件系统的建立，可以有多种方式。
* 直接利用开发板供应商提供的根文件系统；
* 利用开源社区的发行版，比如debian/ubuntu for arm；
* 利用meego/tizen/moblin/android提供的根文件系统；
* 自己建立。

其中最方便的还是利用别人已经完成的成果，避免重新发明轮子。
但如果别人已有的成果不能满足自己需求，或者想要体验一下根文件系统如何建立的话，还是需要自己来实践一下。

在这里记录一下我建立最小根文件系统的过程，以防忘记。
这个方法不一定是正统方法，只是一个可行的实践，如果大家有其他方式，欢迎讨论。

最小根文件系统是为了开发板上电以后能够登录shell，并且有最基本的命令工具集。
想要建立一个和PC类似环境的最小根文件系统的话，可以参考 linux from scratch 的实践过程：
www.linuxfromscratch.org 中的 LFS 以及 CLFS 部分。

Linux内核启动完成以后，需要执行 init 这个命令，这是User Space 里面的第一个进程。
init 可以由 sysvinit 提供，也可以由 upstart 提供，当然也可以由  busybox 提供。

在我环境里面，为了让根文件系统更小，采用了 busybox 作为解决方案。
busybox 包含了基本系统中所需要的大部分命令支持，只不过这些命令是重新实现的，尽量兼容于原有软件，对于命令参数也可能不完全支持。

如果将 busybox 编译成 static 的话。最小根文件系统只使用 busybox 就可以了。这个根据开发需要决定。
在我的环境里面，busybox 是链接到 C library 上的。

因此，最小根文件系统只依赖于两个部分： C library 和 busybox。

1. 创建C library

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C library 如果不想重新编译的话，最好是使用 toolchain 已经做成的，
因为如果你用这个toolchain进行交叉编译的话，所有编译完的软件都是依赖于 toolchain中的 C library的。
为了保持一致性，建议直接使用toolchain中的 C library。

toolchain就是交叉编译工具集， 可以使用开发板提供商提供的。可以自己制作一个。
为了针对 S5PV210 这个 coretex-a8 进行优化，我利用 crosstool-ng 制作了一个针对 armv7a 硬件浮点neon 运算优化的toolchain。
并且利用了 linaro 项目中的 gcc 和 gdb 。利用这个toolchain 编译出来的二进制文件，全部都是针对 armv7a neon 的。

制作 toolchain 的方法，可以参考之前写的帖子：
http://www.arm9home.net/read.php?tid-27480.html

但距离写那个帖子已经有一段时间了，配置稍微有一些变化。你可以参考附件中的 crosstool-ng 的配置文件自己试一试。

另外，如果想要 sysroot 目录中，没有 libexec 这个目录，可以修改 glibc-eglibc.sh-common 这个文件，添加  --libexecdir=/usr/lib 参数。
在我的系统中，这个文件位于: /usr/lib/ct-ng.hg+unknown-20130103.094521/scripts/build/libc :
351     CT_DoExecLog CFG                                                \
352     BUILD_CC="${CT_BUILD}-gcc"                                      \
353     CFLAGS="${glibc_cflags}"                                        \
354     CC="${CT_TARGET}-gcc ${CT_LIBC_EXTRA_CC_ARGS} ${extra_cc_args}" \
355     AR=${CT_TARGET}-ar                                              \
356     RANLIB=${CT_TARGET}-ranlib                                      \
357     "${CONFIG_SHELL}"                                               \
358     "${src_dir}/configure"                                          \
359         --prefix=/usr                                               \
360         --libexecdir=/usr/lib                                       \
361         --build=${CT_BUILD}                                         \
362         --host=${CT_TARGET}                                         \
363         --cache-file="$(pwd)/config.cache"                          \
364         --without-cvs                                               \
365         --disable-profile                                           \
366         --without-gd                                                \
367         --with-headers="${CT_HEADERS_DIR}"                          \
368         "${extra_config[@]}"                                        \
369         "${CT_LIBC_GLIBC_EXTRA_CONFIG_ARRAY[@]}"

在我的配置文件中，交叉编译环境会安装到 /opt/linaro-gcc473-eglibc216-armv7a-neon 目录中，
而 /opt/linaro-gcc473-eglibc216-armv7a-neon/arm-unknown-linux-gnueabi/sysroot 这个目录中的内容，
就是编译上层软件所需要的运行库和开发库的集合，什么 .so 啊， .h 文件啊，全部都在这里。

在我的开发环境PC中， 目标环境的根目录位于 /opt/S5PV210/rootfs ，将 sysroot 的文件全部拷贝过来：
sudo cp -R /opt/linaro-gcc473-eglibc216-armv7a-neon/arm-unknown-linux-gnueabi/sysroot  /opt/S5PV210/rootsf 

至此，C library 已经完成了。

2. 创建基本工具集(busybox)

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需要注意的是： 这个 C library 包含了开发环境，那些 头文件/ .o  文件等，有一些是运行时不需要的。
我还不清楚哪些不需要，删除不许要的文件，能够节约一些磁盘空间。

下一步就是利用 busybox 生成常用工具。

busybox 的源代码，是直接利用光盘中的 busybox-1.17.2-20101120.tgz 。这个使用网上更加新的源代码应该也没有问题。
我在配置 busybox 的时候，配置其不使用 /usr 目录，是因为安装其他软件包的时候，全部安装到 /usr 目录下，
这样可以将基本文件系统和软件开发栈隔离开。这个需要依据你自己的设计决定。

busybox 解压完成后，可以通过 make menuconfig 进行配置。
配置完成后，保存会生成 .config 配置文件。然后 make 编译busybox。

在配置文件中，可以设定安装到的目录，这个目录就是 make install 的安装目录。
配置项为：  CONFIG_PREFIX="/opt/S5PV210/rootfs"
我将其设置为 /opt/S5PV210/rootfs 是为了避免再次拷贝。

你也可以参考我的配置文件： busybox_config ，将其拷贝为 .config 然后直接make编译得到二进制文件。

3. 创建必要的系统配置文件

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现在还剩下对根文件系统进行一些配置。
建立必要的目录：
install -d /opt/S5PV210/rootfs/dev
install -d /opt/S5PV210/rootfs/etc
install -d /opt/S5PV210/rootfs/home
install -d /opt/S5PV210/rootfs/proc
install -d /opt/S5PV210/rootfs/root
install -d /opt/S5PV210/rootfs/run
install -d /opt/S5PV210/rootfs/sys
install -d /opt/S5PV210/rootfs/var
install -d /opt/S5PV210/rootfs/tmp
install -d /opt/S5PV210/rootfs/etc/init.d
install -d /opt/S5PV210/rootfs/etc/rc.d
install -d /opt/S5PV210/rootfs/var/lib
install -d /opt/S5PV210/rootfs/var/spool
install -d /opt/S5PV210/rootfs/var/lock
install -d /opt/S5PV210/rootfs/var/log
install -d /opt/S5PV210/rootfs/run/lock
ln -s  ../run /opt/S5PV210/rootfs/var/run
ln -s  ../run/lock /opt/S5PV210/rootfs/var/lock

在 /opt/S5PV210/rootfs 中的 etc 目录下创建必要的系统配置文件：
这几个文件可以参考开发板提供上提供的根文件系统的配置文件，也可以参考开发PC上的配置文件。
其中最重要的文件是 rcS ，这个是 init 程序读取的配置文件。
懒得自己写了，直接从 友善提供的根文件系统拷贝过来。
group
host.conf
localtime
mdev.conf
passwd
profile
init.d/rcS
rc.d/init.d/netd

在 /opt/S5PV210/rootfs 中的 dev 目录下创建必要的设备文件：
sudo mknod console    c 5 1
sudo mknod null       c 1 3
sudo mknod loop0      b 7 0

4. 做成根文件系统Image

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现在，基本的根文件系统已经做成，理论上已经可以启动了。
你可以参考下面的帖子，让开发板从远程挂载 根文件系统。
http://www.arm9home.net/read.php?tid-27737.html

或者做成 ROMFS/CRAMFS/YAFFS 格式的镜像文件下载到 flash 中。
做成yaffs镜像文件的工具在光盘的 mktools-20120518.tar.gz 文件中。
对于 yaffs 镜像文件的做成，可以使用如下命令：
cd /opt/S5PV210/rootfs
mkyaffs2image-mlc2 ../rootfs.img