嵌入式linux 根檔案系統的啟動及配置

busybox 的init主要用于嵌入式系統，是以沒有運作級别。

::respawn:-/bin/login -froot 自動作為root使用者登入。

在Linux核心中找到/init/main.c  看到如下内容：

run_init_process("/sbin/init");

run_init_process("/etc/init");

run_init_process("/bin/init");

run_init_process("/bin/sh");

這裡就是執行系統的啟動，當滿足上面其中之一後，系統就會執行啟動程序。一般通過busybox編譯後的init在/sbin/下，是以通過第一條指令，下面就需要找到init，分析源碼。

在busybox源碼的/init/init.c中，有#define INITTAB      "/etc/inittab"的定義，inittab的作用自不必再說了，系統會根據inittab的提示進行啟動加載。但在在解析inittab時，若沒有該檔案，便會執行新的啟動腳本#defineINIT_SCRIPT "/etc/init.d/rcS"。

rcS就是整個系統啟動的關鍵。

在核心初始化完成後，嵌入式linux 檔案系統的啟動過程主要包含以下幾個步驟：

1. 執行/sbin/init 檔案

2. 執行/etc/inittab 檔案

3. 執行/etc/init.d/rcS 檔案

4. 執行挂載檔案系統腳本

5. 執行核心子產品腳本

6. 執行網絡初始化腳本

7. 執行應用程式啟動等腳本，如qtopia 的啟動

系統啟動流程圖：

1. 核心啟動init

核心啟動的最後一步就是啟動init 程序，init 程序是由核心啟動的第一個（也是唯一一個和）使用者程序（程序ID 為1），它根據配置檔案決定啟動哪些程式，比如某些腳本, 啟動shell ，運作使用者指定的程式等，，那麼init程序又是怎麼啟動的呢－－－是由核心調用/sbin/init 檔案而啟動的，那有人就有人想知道核心是如何找到需要執行的init檔案呢。下面看一下核心代碼中init/main.c ，如下所示：

static int noinline init_post(void)

{

free_initmem();

unlock_kernel();

mark_rodate_ro();

system_state=SYSTEM_RUNNING;

numa_default_policy();

if(sys_open((const char __user*) “/dev/console”,O_RDWR,0)<0)

printk(KERN_WARNING “Waring :unable to open an initialconsole.\n”);

(void)sys_dup(0);

(void)sys_dup(0);

if(ramdisk_execute_command) ｛

run_init_process(ramdisk_execute_command);

printk(KERN_WARNING “Failed to execute%s\n”,ramdisk_execute_command);

}

if(execute_command) ｛

run_init_process(execute_command);

printk(KERN_WARNING “Failed to execute%s\n”,execute_command);

}

run_init_process(“/sbin/init”);

run_init_process(“/etc/init”);

run_init_process(“/bin/init”);

run_init_process(“/bin/sh”);

panic(“No init found . Try passing init=option to kernel.”);

核心啟動init 程序的過程如下：

先打開控制台裝置/dev/console ，并複制了兩個handle, 這樣stdout,stdin,stderr都指向/dev/console,這樣就打開了标準裝置輸入，輸出，标準錯誤裝置，然後執行幾個外部程式。這幾個程式中任何一個加載成功就進入了使用者态，核心啟動就宣告結束。

2. 執行/etc/inittab 檔案

當init 啟動成功後，需要做的就是分析/etc/inittab 檔案并執行它。其内容如下：

# /etc/inittab

::sysinit:/etc/init.d/rcS

# 啟動shell 以/dev/ttySAC0 作為控制台

ttySAC0::askfirst:-/bin/sh

# 按下ctrl+alt+del 之後執行的程式，不過在序列槽控制台中無法輸入ctrl+alt+del 組合鍵

::ctrlaltdel:/sbin/reboot

# 重新開機關機前執行的程式

::shutdown:/bin/umount -a -r

3. 執行/etc/init.d/rcS 檔案

這是一個腳本檔案，可以在裡面添加想自動運作的指令。内容如下：

#! /bin/sh

PATH=/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/usr/local/bin:

runlevel=S

prevlevel=N

umask 022

export PATH runlevel prevlevel

# 網絡配置腳本

. /etc/init.d/network.sh

# load zlg_fs

insmod /bin/zlg_fs.ko

insmod /bin/zlg_ffs.ko

mknod /dev/zlg_fsa b 125 0

mknod /dev/zlg_fsa1 b 125 1

mknod /dev/zlg_fsa2 b 125 2

mount -t vfat /dev/zlg_fsa /usr

mount -a

4. 執行/etc/fstab( 挂載檔案系統腳本)

在檔案 /etc/init.d/rcS 中執行 mount –a 時，就會按照檔案 /etc/fstab 内容挂載相應的檔案系統.

#device mount-point type options dump fsck order

none /proc proc defaults 0 0

none /dev/pts devpts mode=0622 0 0

tmpfs /dev/shm tmpfs defaults 0 0

(1)device : 要挂接的裝置，如 /dev/hda2

mount-point: 挂接點

type: 檔案系統類型，如 pro,jffs2,nfs

options: 挂接參數，以逗号隔開

dump 和 fsck order ：用來決定控制 dump,fsck 程式的行為。

5. 接着就會執行一些核心子產品和網絡俄配置腳本，最後執行應用程式啟動等腳本，如 qtopia 的啟動。

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按啟動順序依次介紹相關的檔案：

一、核心啟動完之後，首先運作/linuxrc。

/linuxrc内容：

#!/bin/sh

echo "mount /etc as ramfs"

/bin/mount -n -t ramfs ramfs/etc      

/bin/cp -a /mnt/yaffs/etcetc

/etc成為可寫目錄後，将所有/mnt/yaffs/etc中的配置檔案拷貝到/etc/中，這說明你的ramfs可能是一個空的ramfs，沒有配置檔案，或者配置檔案比較老。同時也說明你這個系統是一個隻讀系統，每次系統運作中寫入的配置不會保留。

将以前mount的那些資訊重新寫到/etc/mtab中，指令就是下面這些。

3. /bin/mount -f -t cramfs -oremount,ro /dev/mtdblock/2 /

/bin/mount -f -t ramfs ramfs/etc

這些指令隻是将這些mount資訊寫到/etc/mtab中，不會實際去mount這些blockdevice，說明你的根檔案系統依然是以前的那個/dev/bon/2

4. exec/sbin/init

執行根檔案系統中的init執行程式，使其成為1号程序。shell正式運作。

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/etc/mtab介紹：

   mtab同/etc/fstab的格式一樣，它用于記錄已經挂載的分區資訊。

注意：

   如果沒有/linuxrc這個檔案，系統預設首先運作/sbin/init。

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二、從/linuxrc檔案中我們看到它最後運作了/sbin/init，而init又會根據/etc/inittab來運作。

inittab 檔案條目格式：

id:runlevels:action:process

id:

inittab 檔案中條目的唯一辨別, 限于 1-4 個字元 (如果是用版本号小于 5.2.18 或 a.out 的庫編譯生成的sysvinit 程式, 則僅限于 2 個字元).

注意: 對于 getty 或其它的注冊程序, id 必須是響應的終端線路的 tty 字尾, 如 1 響應 tty1, 否則,注冊過程不能正常的工作.

runlevels:

#   0 - halt (Do NOT setinitdefault to this)

#   1 - Single usermode

#   2 - Multiuser, without NFS(The same as 3, if you do not have networking)

#   3 - Full multiusermode

#   4 - unused

#   5 - X11

#   6 - reboot (Do NOT setinitdefault to this)

action

描述要發生的動作.

process

要執行的程序. 如果 process 域以一個 `+' 開頭, init 不會在 utmp 和 wtmp 檔案中為此程序記帳.這是由于 getty 自己主持 utmp/wtmp 記帳的需要, 同時這也是一個曆史遺留的漏洞.

runlevels 域可以包含表示不同運作級的多個字元, 例如 123 表示本程序在運作級為 1, 2 和 3 時都要啟動. 用于ondemand 條目的 runlevels 域可以包含 A, B, 或 C. 用于 sysinit, boot, 和bootwait 條目的 runlevels 域被忽略.

當改變運作級時, 在新運作級中沒有給出的那些正在運作的程序被殺死, 先使用 SIGTERM 信号, 然後是SIGKILL.

action域可以使用的動作有:

• respawn:

該程序隻要終止就立重新啟動 (如 getty).

• wait

隻要進入指定的運作級就啟動本程序, 并且 init 等待該程序的結束.

• once

隻要進入指定的運作級就啟動一次本程序.

• boot

在系統引導期間執行本程序. runlevels 域被忽略.

• bootwait

在系統引導期間執行本程序. 并且 init 等待該程序的結束 (如 /etc/rc). runlevels域被忽略.

• off

什麼也不做.

• ondemand

在進入 ondemand 運作級時才會執行标記為 ondemand 的那些程序. 無論怎樣, 實際上沒有改變運作級 (ondemand運作級就是 `a', `b', 和 `c').

• initdefault

initdefault 條目給出系統引導完成後進入的運作級, 如果不存在這樣的條目, init 就會在控制台詢問要進入的運作級.process 域被忽略.

• sysinit

系統引導期間執行此程序. 本程序會在 boot 或 bootwait 條目之前得到執行. runlevels域被忽略.

• powerwait

本程序在電源不足時執行. 通常在有程序把 UPS 和計算機相連時通知 init 程序, Init在繼續其它工作之前要等待此程序結束.

• powerfail

類似 powerwait, 但是init 不等待此程序完成.

• powerokwait

在 init 收到電源已經恢複的通知後立即執行此程序.

• powerfailnow

本程序在 init 被告知 UPS 電源快耗盡同時外部電源失敗 (無效) 時被執行. (假設 UPS和監視程序能夠發現這樣的情況).

• ctrlaltdel

在 init 收到 SIGINT 信号時執行此程序. 這意味着有人在控制台按下了 CTRL-ALT-DEL 組合鍵, 典型地,可能是想執行類似 shutdown 然後進入單使用者模式或重新開機機器.

• kbrequest

本程序在 init 收到一個從控制台鍵盤産生的特殊組合按鍵信号時執行.

inittab執行個體：

#/etc/inittab

::sysinit:/etc/init.d/rcS

tty0::respawn:/sbin/getty 38400 tty0

tty2::askfirst:/bin/sh

::ctrlaltdel:/sbin/reboot

::shutdown:/bin/cp /etc /mnt/yaffs/etc-ra //因為我們的根檔案系統隻讀，需要儲存/etc的内容

::shutdown:/bin/umount ar

::shutdown:/bin/mount / o remount,ro //mount -o remount就是重新加載的意思

三、從inittab中我們可以看到現在系統啟動/etc/init.d/rcS!

下面我們介紹一下rcS檔案

//rcS的内容

#!/bin/sh

/bin/mount -a

/sbin/ifconfig 192.168.0.1

/bin/echo "I am xiaoshou! "

首先我們看到 mount -a這個指令。這個指令依據/etc/fstab來進行挂載的操作。

接着我們來看看/etc/fstab這個檔案。

#/etc/fstab

none /proc proc defaults 0 0

none /dev/pts devpts mode=0622 0 0

tmpfs /dev/shm tmpfs defaults 0 0

現在介紹一下此檔案的格式：

# fstab檔案的作用

檔案/etc/fstab存放的是系統中的檔案系統資訊。當正确的設定了該檔案，則可以通過"mount/directoryname"指令來加載一個檔案系統，每種檔案系統都對應一個獨立的行，每行中的字段都有空格或tab鍵分開。同時fsck、mount、umount的等指令都利用該程式。

# fstab檔案格式

下面是/etc/fatab檔案的一個示例行：

fs_spec | fs_file| fs_type|fs_options| fs_dump| fs_pass

/dev/hda1 | /     | ext2   | defaults | 1      | 1

fs_spec -該字段定義希望加載的檔案系統所在的裝置或遠端檔案系統，對于一般的本地塊裝置情況來說：IDE裝置一般描述為/dev/hdaXN，X是IDE裝置通道(a, b, orc)，N代表分區号；SCSI裝置一描述為/dev/sdaXN。對于NFS情況，格式一般為<host>:<dir>,例如：`knuth.aeb.nl:/'。對于procfs，使用`proc'來定義。

　　fs_file -該字段描述希望的檔案系統加載的目錄點，對于swap裝置，該字段為none；對于加載目錄名包含空格的情況，用40來表示空格。

fs_type -定義了該裝置上的檔案系統，一般常見的檔案類型為ext2(Linux裝置的常用檔案類型)、vfat(Windows系統的fat32格式)、NTFS、iso9600等。

fs_options -指定加載該裝置的檔案系統是需要使用的特定參數選項，多個參數是由逗号分隔開來。對于大多數系統使用"defaults"就可以滿足需要。其他常見的選項包括：

選項 含義

ro 以隻讀模式加載該檔案系統

sync 不對該裝置的寫操作進行緩沖處理，這可以防止在非正常關機時情況下破壞檔案系統，但是卻降低了計算機速度

user 允許普通使用者加載該檔案系統

quota 強制在該檔案系統上進行磁盤定額限制

　noauto 不再使用mount－a指令（例如系統啟動時）加載該檔案系統

fs_dump -該選項被"dump"指令使用來檢查一個檔案系統應該以多快頻率進行轉儲，若不需要轉儲就設定該字段為0

fs_pass -該字段被fsck指令用來決定在啟動時需要被掃描的檔案系統的順序，根檔案系統"/"對應該字段的值應該為1，其他檔案系統應該為2。若該檔案系統無需在啟動時掃描則設定該字段為0

四、在挂載完所有分區後，我們可以在/etc/init.d/rcS檔案中添加我們自己的指令。

如：/sbin/ifconfig eth0192.168.0.1

   /sbin/ifconfig lo 127.0.0.1

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