嵌入式應用Linux裁減的初次嘗試

2021-04-16 21:53:04 字數 3185 閱讀 8104

前段時間因為嵌入式應用開發的需要,對linux進行了一次大幅度的裁減。由於是初次接觸linux啟動的核心部分,所以基本上還是對網上各種裁減方案的拼湊和整理,包含自己理解的部分實在很少。總的來說效果不算理想,後面還有很長的路要走。這裡就大致說說目前這個linux裁減方案的「雛形」吧。

1. 核心裁減

對linux核心部分的裁減主要根據實際需求進行了重編譯,去掉了大部分用不上的特性,以及實際硬體環境之外的裝置驅動。這一過程沒啥技術含量,就不細說了。

2. initrd改造

常規的linux系統啟動過程中,initrd僅僅充當乙個臨時的rootfs,在載入實際的rootfs後即被解除安裝或轉移。出於精簡的考慮,我將原rootfs併入了initrd,讓它直接充當rootfs,以節省啟動時間,並減小體積。(這個改造方案相對來說最簡單,也足以滿足實際需要)

改造的過程主要是基於原make install自動生成的initrd映象之上,進行以下「手術」:

(1) 用busybox的linuxrc替代原initrd中的初始化指令碼,並將原linuxrc指令碼中有用得上的初始化任務都合併至etc/inittab中,以節省啟動時間。

(2) 因為要充當rootfs,所以還需為initrd新增linux啟動及執行所必須的一些資料夾和檔案(主要複製自原rootfs):

/dev

tty3 - tty10 終端會話裝置(console登入使用)

ttys0、ttys1 串列埠終端裝置(串列埠登入使用)

ptmx、pts 虛擬終端裝置(遠端登入使用)

/etc

fstab 載入裝置的配置檔案(後面詳述)

gettydefs 僅保留virtual console一項

group 僅保留root對應的項

hostname 包含本機的主機名

inittab 初始化指令碼(後面詳述)

issue 包含本機的全程登入歡迎文字

passwd 僅保留root對應的項

shadow 僅保留root對應的項

termcap 僅保留用於本地console及遠端登入的配置項

/etc/init.d

rcs 次級初始化指令碼(後面詳述)

/lib

libcrypt.so.1 登入認證(login)所需的庫檔案

/mnt

/proc

/sys

/tmp

/usr

/var

(3) 修改etc/fstab儲存裝置載入配置檔案,只包含下面四行:

sysfs /sys sysfs defaults 0 0

proc /proc proc defaults 0 0

tmpfs /dev/shm tmpfs size=512m 0 0

devpts /dev/pts devpts defaults 0 0

由於實際硬體環境的記憶體比較大,所以給臨時檔案系統分配的記憶體上限比較充裕

(4) 建立etc/inittab初始化指令碼。由於init模組採用了busybox的精簡版本,而它採用的inittab檔案格式較普通版本有一些區別,所以特別按照busybox的格式重新編寫了。檔案較大,下面僅列舉其中的關鍵部分:

::sysinit:/bin/mount -a 載入etc/fstab中配置的所有儲存裝置

::sysinit:/bin/mkdir /dev/shm/var 在tmpfs中劃分用作var的部分

::sysinit:/bin/mkdir /dev/shm/tmp 在tmpfs中劃分用作tmp的部分

::sysinit:/bin/chmod 1777 /dev/shm/var 修改var為合適的許可權

::sysinit:/bin/chmod 1777 /dev/shm/tmp 修改tmp為合適的許可權

::sysinit:/bin/mount --bind /dev/shm/var /var 將/var繫結到tmpfs中

::sysinit:/bin/mount --bind /dev/shm/tmp /tmp 將/tmp繫結到tmpfs中

::sysinit:/bin/hostname -f /etc/hostname 從etc/hostname中讀取並設定主機名

::sysinit:/sbin/ifconfig lo 127.0.0.1 up 配置ip環迴介面

::sysinit:/sbin/telnetd 啟動telnet daemon

::sysinit:/etc/init.d/rcs 呼叫次級初始化指令碼(完成不能在inittab中進行的初始化任務)

::sysinit:/bin/mkdir /var/log 建立日誌資料夾

::sysinit:/bin/touch /var/log/messages 建立日誌檔案

::respawn:/sbin/syslogd -n -m 30 -c 載入迴圈緩衝模式的系統日誌daemon

::respawn:/sbin/klogd -n

::askfirst:/bin/login 在console建立登入程序

tty2::askfirst:/bin/login 在tty2-tty6上建立額外的登入程序

tty3::askfirst:/bin/login

...ttys0::respawn:/sbin/getty -l ttys0 115200 vt100 在串列埠com1上建立登入程序

tty10::respawn:/sbin/logread -f 將所有日誌列印輸出到tty10

(5) 建立etc/init.d/rcs次級初始化指令碼,包含以下內容:

注:由於試驗的方便,生成的initrd採用了ext2檔案系統。在實際應用中考慮換為cramfs(壓縮rom映象檔案系統),以進一步縮減映象檔案體積並提高讀取效率。

3. boot loader修改

由於這個裁減方案僅僅使用了核心映象及initrd,保持了與標準引導方式的高度相容,因此適用於幾乎任何boot loader。由於裁減實驗中需要頻繁替換核心和initrd映象,因此使用了便於控制的grub,以提高實驗效率。如果最終方案採取flash作為映象載體,則建議使用lilo,以提高相容性並節省空間。

為了與本方案中以initrd作為rootfs保持一致,boot loader的配置檔案中需要修改引導引數,指定「root=/dev/ram0」,無需其它額外的引數。

經過上述裁減,整個linux的啟動時間已經縮短到10s以內。核心+initrd的映象大小也不足3m,基本達到了預期的目標。後續會針對啟動的各個環節作進一步的分析和優化,以期進一步縮短啟動時間。 

嵌入式應用Linux裁減的初次嘗試

前段時間因為嵌入式應用開發的需要,對linux進行了一次大幅度的裁減。由於是初次接觸linux啟動的核心部分,所以基本上還是對網上各種裁減 方案的拼湊和整理,包含自己理解的部分實在很少。總的來說效果不算理想,後面還有很長的路要走。這裡就大致說說目前這個linux裁減方案的 雛形 吧。1.核心裁減 對...

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