​[学习嵌入式开发板]iTOP-4412实现NFS网络文件系统

Somnus_H

学习平台：iTOP-4412开发板
本文讲解如何在 iTOP-4412 开发板上实现 NFS 网络文件系统。
我们使用的软硬件环境是：一台 PC，上面运行虚拟机 Ubuntu，iTOP-4412 开发板一块，PC 机和iTOP-4412 开发板通过网线连接到路由器上面，路由器分配的网段是 192.168.1.x 的 ip 地址，默认网关是路由器的 ip 地址，即 192.168.1.1。PC 机的 ip 地址是 192.168.1.103，iTOP-4412 开发板的 ip 地址是192.168.1.230，网段的子网掩码是 255.255.255.0。这几个 ip 地址在后面配置 iTOP-4412 开发板内核 nfs的时候会用到，大家需要根据自己使用的网络环境来设置这几个 ip 地址，设置的原则是确保 PC 的 ip 和iTOP4412 开发板的 ip 在同一个网段。
NFS 是 Network FileSystem 的缩写，是由 SUN 公司研制的 UNIX 表示层协议（pressentation layerprotocol） ，NFS 是基于 UDP/IP 协议的应用。它的最大功能就是可以通过网络让不同的机器，不通的操作系统彼此共享文件，可以通过 NFS 挂载远程主机的目录，访问该目录就像访问本地目录一样，所以也可以简单的将它看做一个文件服务器。通过 NFS 服务，我们可以实现在线调试文件系统或应用程序，而不用像传统的方式生成文件系统镜像，然后烧写到 iTOP-4412 的 eMMC 里，在启动开发板。通过 NFS 服务可以提高我们的调试效率。
实现 NFS，我们需要一个主机作为 NFS 服务器，我们选择我们的虚拟机 Ubuntu 作为主机。首先我们需要在虚拟机的 Ubuntu 上安装 Ubuntu NFS 服务，这是一个软件包，我们可以使用 apt 命令下载， （下载前请确认你的虚拟机可以上网） 。首先登录到虚拟机上，使用快捷键 Ctrl+Alt+t 组合按键打开终端如下图：
file:///C:UsersxunweiAppDataLocalTempksohtmlwps3838.tmp.jpg

输入 su root 命令切换到 root 用户，如下图：
file:///C:UsersxunweiAppDataLocalTempksohtmlwps3849.tmp.jpg

输入 apt-get install nfs-kernel-server 命令安装 Ubuntu NFS 服务，如下图：
file:///C:UsersxunweiAppDataLocalTempksohtmlwps384A.tmp.jpg

在安装的过程中会提示“是否继续安装”的信息，如下图：
file:///C:UsersxunweiAppDataLocalTempksohtmlwps385A.tmp.jpg

我们输入“Y” ，如下图：
file:///C:UsersxunweiAppDataLocalTempksohtmlwps386B.tmp.jpg

然后按回车，会继续安装，如下图：
file:///C:UsersxunweiAppDataLocalTempksohtmlwps386C.tmp.jpg

安装完成，如下图：
file:///C:UsersxunweiAppDataLocalTempksohtmlwps387C.tmp.jpg

接下来需要配置/etc/exports，使用 vi 命令打开/etc/export，如下图：
file:///C:UsersxunweiAppDataLocalTempksohtmlwps388D.tmp.jpg

在/etc/export 文件的最后一行添加：
/home/topeet/linux/ *(rw,sync,no_root_squash)，如下图：
file:///C:UsersxunweiAppDataLocalTempksohtmlwps388E.tmp.jpg

下面讲解一下上面输入的内容都代表什么意思：
/home/topeet/linux：是要共享的目录；
*：代表允许所有的网络段访问；
rw：是可读写权限；
sync：是资料同步写入内存和硬盘；
no_root_squash：是 Ubuntu nfs 客户端分享目录使用者的权限，如果客户端使用的是 root 用户，那么对于
该共享目录而言，该客户端就具有 root 权限；
其他 Ubuntu nfs 常用的参数有：
ro：只读访问
async ：nfs 在写入数据前可以相应请求
secure： nfs 通过以下的安全 TCP/IP 端口发送
insecure： nfs 通过 1024 以上的端口发送
wdelay：如果多个用户要写入 NFS 目录，则归组（默认）
no_wdelay：如果多个用户要写入 NFS 目录，则立即写入，当使用 async 时，无需此设置
hide：在 nfs 共享目录中不共享妻子目录
no_hide：共享 nfs 目录的子目录
subtree_check：如果共享/usr/bin 之类的子目录时，强制 nfs 检查父目录的权限（默认
）
no_subtree_check：和上面相对，不检查父目录权限
all_squash：共享文件的 UID 和 GID 映射匿名用户 anonymous，适合公用目录
no_all_squash：保留共享文件的 UID 和 GID（默认）
root_squash root：用户的所有请求映射成如 anonymous 用户一样的权限（默认）
no_root_squash root：用户具有根目录的完全管理访问权限
anonuid=xxx：指定 nfs 服务器/etc/passwd 文件中匿名用户多的 UID
anongid=xxx：指定 nfs 服务器/etc/passwd 文件中匿名用户的 GID
接下来重启 portmap 服务，输入/etc/init.d/portmap restart 命令，如下图：
file:///C:UsersxunweiAppDataLocalTempksohtmlwps389F.tmp.jpg

运行结果如下图：
file:///C:UsersxunweiAppDataLocalTempksohtmlwps38AF.tmp.jpg

然后重启 nfs 服务，输入/etc/init.d/nfs-kernel-server restart 命令，如下图：
file:///C:UsersxunweiAppDataLocalTempksohtmlwps38B0.tmp.jpg

运行结果如下图：
file:///C:UsersxunweiAppDataLocalTempksohtmlwps38C1.tmp.jpg

现在 Ubuntu nfs 服务器端的配置就完成了，下面我们可以在虚拟机 Ubuntu 本机上验证一下，例如我们把
/home/topeet/linux/app/system 挂载到/mnt 目录下，需要输入 mount -t nfs
localhost:/home/topeet/linux/app/system /mnt 命令，如下图：
file:///C:UsersxunweiAppDataLocalTempksohtmlwps38D1.tmp.jpg

执行完上面的命令，可以使用 df 命令查看是否挂载成功，如下图：
file:///C:UsersxunweiAppDataLocalTempksohtmlwps38D2.tmp.jpg

我们可以看到上图中高亮的那一行就是我们挂载的 nfs 文件系统，这说明我们的 Ubuntu nfs 服务器端搭建成
功了。
本章节我们用前面章节制作的做小 linux 系统为例，通过 nfs 来挂载它。我们把 linux 最小文件系统放到虚拟
机 Ubuntu 的/home/topeet/linux/app 目录下，如下图：
file:///C:UsersxunweiAppDataLocalTempksohtmlwps38E3.tmp.jpg

实现 nfs 文件系统我们需要修改 linux 最小文件系统的 etc/init.d/ifconfig-eth0 文件，如下图：
file:///C:UsersxunweiAppDataLocalTempksohtmlwps38E4.tmp.jpg

使用 vi 命令修改第八行，修改为：if grep -q nfs /proc/mounts ; then，修改后如下图：
file:///C:UsersxunweiAppDataLocalTempksohtmlwps38F5.tmp.jpg

修改完成后保存并退出。
下面我们开始配置 iTOP-4412 开发板的内核。要实现 nfs 功能，需要修改内核配置来支持，打开内核源
码，输入 cp config_for_linux .config 命令生成支持 linux 最小文件系统的内核配置文件，如下图：
file:///C:UsersxunweiAppDataLocalTempksohtmlwps3905.tmp.jpg

然后输入 make menuconfig 命令进入 linux 配置界面，如下图：
file:///C:UsersxunweiAppDataLocalTempksohtmlwps3916.tmp.jpg

选中“Networking support” ，如下图：
file:///C:UsersxunweiAppDataLocalTempksohtmlwps3917.tmp.jpg

然后按回车进入 Networking support 配置界面，如下图：
file:///C:UsersxunweiAppDataLocalTempksohtmlwps3927.tmp.jpg

选中“Networking options”选项，如上图所示，然后按回车进入 Networking options 配置界面，如下图：
file:///C:UsersxunweiAppDataLocalTempksohtmlwps3938.tmp.jpg

在 Networking options 配置界面，选中“IP: kernel level autoconfiguration” ，如下图：
file:///C:UsersxunweiAppDataLocalTempksohtmlwps3939.tmp.jpg

然后返回到 make menuconfig 的初始界面，如下图：
file:///C:UsersxunweiAppDataLocalTempksohtmlwps394A.tmp.jpg

然后选择“File systems”选项，如下图：
file:///C:UsersxunweiAppDataLocalTempksohtmlwps395A.tmp.jpg

然后输入回车，进入 File systems 配置界面，如下图：
file:///C:UsersxunweiAppDataLocalTempksohtmlwps395B.tmp.jpg

选中“Network File Systems”选项，如下图：
file:///C:UsersxunweiAppDataLocalTempksohtmlwps396C.tmp.jpg

然后输入回车，进入 Network File Systems 配置界面，如下图：
file:///C:UsersxunweiAppDataLocalTempksohtmlwps397C.tmp.jpg

选中“ NFS client support” ， “ NFS client support for NFS version 3” ， “ NFS client support for the NFSv3
ACL protocol extension” ， “NFS client support for NFS version 4” ， “NFS client support for NFSv4.1” ，
“Root file system on NFS” ，如下图：
file:///C:UsersxunweiAppDataLocalTempksohtmlwps397D.tmp.jpg

然后返回到 make menuconfig 的初始配置界面，如下图：
file:///C:UsersxunweiAppDataLocalTempksohtmlwps398E.tmp.jpg

然后在初始配置界面选中“Boot options” ，如下图：
file:///C:UsersxunweiAppDataLocalTempksohtmlwps399F.tmp.jpg

按回车进入 Boot options 配置界面，然后再 Default kernel command 里面输入：
root=/dev/nfs rw nfsroot=192.168.1.103:/home/topeet/linux/app/system
ip=192.168.1.230:192.168.1.103:192.168.1.1:255.255.255.0:iTOP:eth0ff rootfstype=ext4
init=/linuxrc console=ttySAC2,115200"，如下图：
file:///C:UsersxunweiAppDataLocalTempksohtmlwps39A0.tmp.jpg

下面讲解一下上面输入命令的命令里面的几个参数：
root=/dev/nfs rw nfsroot=192.168.1.103:/home/topeet/linux/app/system 表示挂载的 nfs 服务器 ip 是
192.168.1.103，挂载的目录是/home/topeet/linux/app/system， （注意：/home/topeet/linux/是前面我
们搭建 nfs 服务器设置的） ；
ip=192.168.1.230:192.168.1.103:192.168.1.1:255.255.255.0:iTOP:eth0ff 这里面，第一个
ip192.168.1.230是我们开发板的ip地址， 第二个ip192.168.1.103是nfd服务器的ip， 第三个ip192.168.1.1
是开发板的网关， 255.255.255.0 是子网掩码， iTOP 是开发主机的名字 （一般无关紧要， 可以随便填写） ， eth0
是网卡设备的名称。
至此，linux 内核的配置就完成了，退出 make menuconfig 配置，会弹出保存窗口，如下图：
file:///C:UsersxunweiAppDataLocalTempksohtmlwps39B0.tmp.jpg

使用键盘的左右方向键，选中上图的”Yes“，然后输入回车，退出保存配置，如下图：
file:///C:UsersxunweiAppDataLocalTempksohtmlwps39C1.tmp.jpg

然后输入 make 命令开始编译内核，如下图：
file:///C:UsersxunweiAppDataLocalTempksohtmlwps39C2.tmp.jpg

编译过程如下图：
file:///C:UsersxunweiAppDataLocalTempksohtmlwps39D2.tmp.jpg

编译完成，如下图：
file:///C:UsersxunweiAppDataLocalTempksohtmlwps39E3.tmp.jpg

至此，linux 内核支持 nfs 制作完成了,大家可以把编译生成的 zImage 烧写到 iTOP-4412 开发板上看下运行
结果。我们可以在串口上看到内核启动挂载 nfs 文件系统的 log，如下图：
file:///C:UsersxunweiAppDataLocalTempksohtmlwps39E4.tmp.jpg