KB9202B - 使用遠端 Linux 核心及根檔案系統

最近猛 K "建構嵌入式 Linux 系統" 這本書，慢慢對整個嵌入式 Linux 的架構有了更深一層的了解。這本書是我大約在2~3年前就買的，當時就想學習嵌入式系統，但是一直苦無機會。這本書出版的時候，Linux 的核心還是 2.4 版，但是書中的資訊一直到現在仍是相當的有用。

我在前一文中有提到，在 KB9202B 的相關文件中只教怎麼編 Kernel ，沒教怎麼安裝。而事實上，在嵌入式系統的開發階段，為了節省檔案傳輸的麻煩，是可以不需要將核心甚至是根檔案系統安裝到目標板上，而是將目標板設定成 - "直接使用遠端主機上的 Linux 核心及根檔案系統"。要做這樣子的設定，主要是要修改2個地方，一個是目標板上 U-Boot 的設定，一個是主機上，要讓目標板遠端掛載的根檔案系統。

note: 下面的操作前，必須先編譯好核心，並在主機端建立根檔案系統。同時並假設核心的放置目錄為 /tftpboot，檔名為 uImage，根檔案系統的目錄為 /usr/local/arm/target_fs 。目標板的 ip 是 192.168.11.3 ，主機的 ip 是 192.168.11.2 ，gateway ip 是 192.168.11.1 。

1. 主機端的網路配置

a. tftp 伺服器的安裝及設定

我是使用 Ubuntu/Linux 為主機，因此直接使用 apt 安裝 tftp 及 tftpd 兩個套件。

sudo apt-get install tftp tftpd openbsd-inetd

接著開啟 /etc/inetd.conf 檔，並加入以下這行︰

tftp dgram udp wait nobody /usr/sbin/tcpd /usr/sbin/in.tftpd /tftpboot

其中 /tftpboot 就是放置編好的核心的地方，這個路徑是可以改的。

b. NFS 伺服器的安裝及設定

使用 apt 安裝 nfs-kernel-server 這個套件︰

sudo apt-get install nfs-kernel-server

開啟 /etc/exports 這個檔案，並加入以下這行︰

/usr/local/arm/target_fs 192.168.11.11/32(rw,no_root_squash)

其中 192.168.11.11 是我的目標板使用的 ip ，這行是指定，從 192.168.11.11 連線過來的 NFS 存取，具有讀寫的權限，同時 no_root_squash 這個引數讓目標板可以用其 root 權限來存取目錄。這個引數如果沒有設定，則在目標板掛載了之後，所有的寫入操作都無效。

2. 根檔案系統的修改
buildroot 預設建立在的根檔案系統，似乎無法直接使用 nfs 掛載，必須要在幾個地方做修改︰

a. 將 /usr/local/arm/target_fs/etc/init.d/目錄下的 S40network 改成 s40network ，即開機時不執行此 script 。

b. 修改 /usr/local/arm/target_fs/etc/network/interfaces ，加入如下關於 eth0 的描述，以開啟網路服務︰

auto eth0
iface eth0 inet static
address 192.168.11.3
netmask 255.255.255.0
gateway 192.168.11.1

c. 修改 /usr/local/arm/target_fs/etc/inittab ，將以下這行前面的 # 刪掉，這樣才可以在開機後，仍然可以經由 Serial port 來接收資訊︰

#ttyS0::respawn:/sbin/getty -L ttyS0 115200 vt100

d. buildroot 並沒有正確建立 dev 下的節點，必須手動以 root 身份使用 mknod 建立。有哪些節點需要建立，可參考 buildroot 的 target/generic/device_table.txt 。建立單一節點的方式如下(必須使用super user)︰

mknod -m 0666 console c 5 1

我寫了一個 script ，在 dev 目錄下以 root 執行，可直接建立 device_table.txt 指定的所有節點，執行此檔案前必須先清空 dev 目錄。建立後可再使用 chown 修改擁有者。

e. 修改根檔案系統的 /etc/fstab 檔設定
修改 /usr/local/arm/target_fs/etc/fstab 這個檔案。將原本存在 fstab 中的下面這行前面加個 # 號。

#/dev/root / ext2 rw,noauto 0 1

這使的核心載入後，可以直接使用遠端的根檔案系統。

4. 修改 U-Boot 的設定

a. 在目標板開機倒數時，按下任意鍵進入 U-Boot 的設定程式。
b. 設定 target 及 host 的網路設定(依不同網路而異)︰

U-Boot> setenv ip 192.168.11.3
U-Boot> setenv serverip 192.168.11.2
U-Boot> setenv netmask 255.255.255.0
U-Boot> setenv gatewayip 192.168.11.1

c. 設定 bootp 要從 tftp 抓取的 kernel 影像檔名稱

U-Boot> setenv bootfile uImage

d. 指定核心下載的位置及根檔案系統位於 host 上的路徑

U-Boot> setenv kernel_addr 2000d000
U-Boot> setenv rootpath /usr/local/arm/target_fs

e. 設定開機命令稿

U-Boot> setenv bootpnfs bootp \$(kernel_addr)\; setenv bootargs console=ttyS0,115200n8 root=/dev/nfs rw nfsroot=\$(serverip):\$(rootpath) ip=\$(ipaddr):\$(serverip):\$(gatewayip):\$(netmask):::off panic=1\; bootm \$(kernel_addr)

f. 儲存及開機

U-Boot>saveenv
U-Boot>run bootpnfs