一步一步制作yaffs/yaffs2根文件系统--生成yaffs/yaffs2镜像文件及下载到开发板

来源：互联网发布：估算网络机房电源容量编辑：程序博客网时间：2024/05/17 12:06

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。

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，我的256M的用这个）

接上一节：http://blog.csdn.net/mybelief321/article/details/9995199

1、首先，将咱们制作根文件系统的BusyBox和mkyaffs2image-128M存放在一个文件夹内，如下

2、执行命令：mkdir rootfs 建立一个文件夹rootfs，咱们的根文件目录将建立在这里，要记得这个目录的绝对路径奥，我的路径为/home/song/rootfs_make/rootfs，咱们在安装BusyBox的时候要使用这个路径。

配置BusyBox

3、执行命令：tar -zxf busybox-1.13.3.tar.gz 解压咱们的busybox （注意，该命令前边千万不要加sudo啊！）

4、BusyBox集合了几百个命令，在一般系统中并不需要全部使用。可以通过配置 BusyBox来选择这些命令、定制某些命令的功能(选项)、指定BusyBox的连接方法（动态连接还是静态连接）、指定BusyBox的安装路径。执行命令：cd busybox-1.7.0/ 进入该文件夹

5、执行命令：make menuconfig 进入图形配置界面。

6、下面仅介绍一些常用的选项，以后可以自己添加补全。

Busybox Settings --->

Busybox Library Tuning --->

[*] Fancy shell prompts

选择Facncy Shell prompts一项，这可以使我们在profile这个文件中设置的命令提示符PS1中的转义字符生效

7、指定是否使用静态连接

Busybox Settings --->

Build Options --->

[ *] Build BusyBox as a static binary (no shared libs)

这里选择静态链接，以静态链接的方式生成需要的命令！我按照韦老师上使用动态链接没有成功（注意，我在这里首先要真挚的道歉！！！括号里的话是我后加上去的，这里选择了静态链接，所以后面有一步像lib内加入库是没必要的，我在这一节做了纠正http://blog.csdn.net/mybelief321/article/details/10068293）

8、选择交叉编译工具

Busybox Settings --->

Build Options --->

() Cross Compiler prefix

进入Cross Compiler prefix中编辑交叉编译工具前缀为arm-linux-，如下图

9、支持mdev。这可以很方便地构造 /dev目录，并且可以支持热插拔设备。另外，为方便调试，选中mount、umount命令，并让mount命令支持NFS（网络根文件系统）

Linux System Utilities --->

[*] mdev

[*] Support /etc/mdev.conf

[*] Support command execution at device addition/removal

[*] mount
[*] Support mounting NFS file systems

[*] umount
[*] Support option -a

以上这些选项默认都是选择的。

10、支持Initttab。

Init Utilities --->

[*] Support reading an inittab file

选择这一项，可以使我们放在/etc下的inittab这个文件被busybox 的init进程解析，如下图

以上这些选项，默认的好像都选上了！

11、配置完这些后，退出，选择YES保存

编译和安装BusyBox

12、执行命令：make 编译Busybox

出现下图，编译完成

友情提示：在这里不要随便使用sudo，我前边用的sudo makemenuconfig 、sudo vim Makefile 、sudo make结果出现了下边的提示错误，很可恶的！！！

13、执行命令：make CONFIG_PREFIX=/home/song/rootfs_make/rootfs install 将BusyBox安装到你创建的rootfs文件夹内

出现下图表示已经安装完成

14、执行命令：cd ../rootfs/ 进入咱们的rootfs文件夹内，可以看到BusyBox已经安装到了此目录，自动生成了/bin /sbin /usr linuxrc这4个目录和文件

在我们制作交叉编译工具链arm-linux-gcc时，已经生成了glibc库，可以直接使用它来构建根文件系统，本文使用的时光盘里自带的压缩库，由下图可以看出，这是arm-linux-gcc3.4.5版本的glibc库，而我的arm-linux-gcc是4.4.3的，可不可以使用呢？答案是可以的！（补充，其实不可以的，所用的动态链接库必须和你PC机的交叉编译工具的动态链接库，所以我这里必须要用arm-linux-gcc的动态库。但是，我并没有修改这个错误，而是将错就错，所以建议你什么都不要变，还是按照这篇文章的步骤做下去，我本系列最后一个文章是针对出现的这个错误纠错的，相信你一结合，会明白不少的！）

15、将下载的arm-linux-gcc-3.4.5-glibc-2.3.6.tar.bz2 放在和rootfs同一个文件夹，如下

16、执行命令：tar -jxf arm-linux-gcc-3.4.5-glibc-2.3.6.tar.bz2 解压此库

我们需要的glibc库的位置存放在gcc-3.4.5-glibc-2.3.6/arm-linux/lib 文件夹下。

执行命令：ls gcc-3.4.5-glibc-2.3.6/arm-linux/lib 可以看到该目录下的文件。其实这个目录下的文件并非都属于glibc库，比如crt1.o、libstdc++.a等文件是gcc工具本身生成的。里面的目录、文件可以分为8类。

① 加载器ld-2.3.6.so、ld-linux.so.2。

动态程序启动前，它们都被用来加载动态库。

② 目标文件（.o）。

比如crt1.o、crti.o、crtn.o、Mctr1.o、Scrt1.o等，在生成应用程序时，这些文件像一般的目标文件一样被链接。

③ 静态库文件（.a）。

比如静态数学库libm.a、静态c++库libstdc++.a等，编译静态程序时会连接它们

④ 动态库文件（.so、,so.[0-9]*）。

比如动态数学库libm.so、动态c++库libstdc++.so等，它们可能是一个链接文件。编译动态库时会用到这些文件，但是不会连接它们，运行时才连接。

⑤ libtool库文件（.la）。

在连接库文件时，这些文件会被用到，比如它们列出了当前库文件所依赖的其他库文件。程序运行时无需这些文件。

⑥ gconv目录。

里面是有头字符的集的动态库，比如ISO8859-1.so、GB18010.so等。

⑦ ldscripts目录。

里面是各种连接脚本，在编译应用程序时，它们被用于制定程序的运行地址、各段的位置等。

⑧ 其他目录及文件。

17、现在安装glibc库，在上一节我们编译安装busybox时使用的是动态连接，这里在开发板上只需要加载器和动态库。

执行命令：mkdir -p rootfs/lib 在rootfs中创建lib文件夹，用来存放咱们的加载器和动态库

执行命令：cp gcc-3.4.5-glibc-2.3.6/arm-linux/lib/*.so* rootfs/lib/ 安装glibc库到咱们的文件夹下

18、执行命令：cd rootfs 进入到rootfs文件夹，此时可以看到在lib文件夹已经有咱们需要的库了。

至此，glibc库已经安装完成，也已经在根文件目录下创建了/lib目录。其实，上面复制的库文件不是每个文件都会被用到，可以根据应用程序对库的依赖关系保留需要用到的。通过ldd命令可以查看一个应用程序会用到哪些库。

前面两节介绍了如何安装Busybox、C库，建立了 bin/、sbin/、usr/sbin、usr/bin、lib/等目录，最小根文件系统的大部分目录、文件已经建好，本节介绍剩下的部分。

构建 /etc目录

19、执行命令：mkdir etc 创建一个etc目录

执行命令：cd etc 进入该目录

20、执行命令：vim mdev.conf 创建mdev.conf。前边已经介绍mdev是一个udev的简化版本，主要用来支持一些热插拔设备。我们可以通过文件mdev.conf自定义一些设备节点的名称或链接来满足特定的需要，但在此处让它为空。

21、在启动过程中bootloader会传递参数init=/linuxrc给内核的main( )函数，所以在文件系统被挂载后，运行的第一个程序是linuxrc，而linuxrc是一个指向/bin/busybox的链接文件，也就是说文件系统被挂在后运行的第一个程序是busybox。Busybox首先会解析文件/etc/inittab，这个文件中存放的是系统的配置信息，这些配置信息指明了接下来将要启动那些程序。

执行命令：vim inittab 创建 inittab文件

内容如下：

#/etc/inittab
::sysinit:/etc/init.d/rcS
s3c2410_serial0::askfirst:-/bin/sh
::ctrlaltdel:/sbin/reboot
::shutdown:/bin/umount -a -r

/etc/inittab 文件中每个条目用来定义一个子进程，并确定它的启动方法，格式如下

<id>:表示这个进程要使用的控制台（即标准输入、标准输出、标准错误设备）。如果省略，则使用与init进程一样的控制台。
<runlevels>:对于Busybox init程序，这个字段滑意义，可以省略。
<action>:表示init程序如何控制这个子进程，
<process>: 要执行的程序，它可以是可执行程序，也可以是脚本

文件etc/inittab配置条目说明如下：

::sysinit:/etc/init.d/rcS 启动系统初始化文件/etc/init.d/rcS。字段sysinit表明文件/etc/init.d/rcS在系统启动后最先执行，并且只执行一次，init进程等待它结束才继续执行其它动作。（脚本文件名一般为rc，后缀S代表单用户运行级别脚本）

s3c2410_serial0::askfirst:-/bin/sh 在串口s3c2410_serial0上启动askfirst动作的shell。S3C2410的串口名在/dev下是s3c2410_serialx。在mini2440移植内核时定义的串口名为s3c2410_serial0。需要注意的是，开发板上通过mdev生成的/dev目录中，S3C2410、S3C2440的串口名是s3c2410_serial0、s3c2410_serial1、s3c2410_serial2,不是 ttySAC0、ttySAC1、ttySAC2。当静态创建设备文件时，这里要将s3c2410_serial0 修改为 ttySAC0 。askfirst表明init进程先输出“Please press Enter to actvie this console”，等用户输入回车键之后才启动-/bin/sh。

::ctrlaltdel:/sbin/reboot 当按下Ctrl+Alt+Delete组合键时，init重启执行程序。字段ctrlaltdel表明当按下Ctrl+Alt+Delete组合键时，执行相应的进程。

::shutdown:/bin/umount -a -r 告诉init在关机时运行umount命令卸载所有的文件系统，如果卸载失败，试图以只读方式重新挂载。字段shutdown表明在重启关闭系统命令时执行相应进程。

22、当解析完文件etc/inittab后就将启动这些进程，首先要执行的是启动脚本etc/init.d/rcS。

执行命令：mkdir init.d 创建一个init.d文件夹

执行命令：cd init.d 进入该文件夹

23、执行命令：vim rcS 编写rcS可执行文件，这是一个脚本文件，可以在里面添加想自动执行的命令。

内容如下

#!/bin/sh
PATH=/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin
runlevel=S
prevlevel=N
umask 022
export PATH runlevel prevlevel
mount -a
echo /sbin/mdev>/proc/sys/kernel/hotplug
mdev -s

详解：

#!/bin/sh #用busybox的shell

PATH=/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin #shell命令的搜索路径

runlevel=S #运行在单用户模式

prevlevel=N #前一个级别，为N则表示没有前一个级别

umask 022 #权限位掩码

export PATH runlevel prevlevel #将环境的变量导出到环境中

mount -a #将文件 /etc/fstab 中指明的文件挂载到对应的挂载点上

echo /sbin/mdev>/proc/sys/kernel/hotplug #当有热插拔事件产生时，内核就会调用位于/sbin目录的 mdev。这时 mdev通过环境变量中的 ACTION 和 DEVPATH，（这两个变量是系统自带的）来确定此次热插拔事件的动作以及影响了/sys 中的那个目录。接着会看看这个目录中是否有“dev”的属性文件，如果有就利用这些信息为这个设备在/dev 下创建设备节点文件。
mdev -s #建立dev目录。以‘-s’为参数调用位于/sbin 目录写的 mdev（其实是个链接，作用是传递参数给/bin目录下的busybox 程序并调用它），mdev扫描 /sys/class和/sys/block中所有的类设备目录，如果在目录中含有名为“dev”的文件，且文件中包含的是设备号，则 mdev 就利用这些信息为这个设备在/dev下创建设备节点文件。一般只在启动时才执行一次 “mdev -s” 。

24、执行命令：chmod +x rcS 改变rcS的属性，使它可执行。

25、执行命令：cd .. 返回上一级目录

执行命令：vim fstab ，创建fstab文件。

内容如下

#device mount-point type option dump fsck order
proc /proc proc defaults 0 0
tmpfs /tmp tmpfs defaults 0 0
sysfs /sys sysfs defaults 0 0
tmpfs /dev tmpfs defaults 0 0