【嵌入式Linux之QEMU模拟器】4、使用busybox制作根文件系统

文件系统：对存储设备上的数据进行组织的机制。
根文件系统【root_fs】

• Linux内核启动后第一个挂载的文件系统
• 主要由基本的shell命令、各种库、字符设备、配置脚本组成
• 提供了根目录/
• 根文件系统【简称RFS】可以放在：nor/nand flash、SD卡、磁盘、网络空间上

busybox

• 一个集成100多个Linux常用命令和工具的软件
• 一个适合制作嵌入式文件系统的软件工具
• 下载<链接>

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一、创建shell命令

1、下载busybox

可以到上面的<官网>进行下载，当然也可以到<这里>提取码：7j6b

2、修改Makefile

①、下载完毕后将其拖曳到ubuntu中，进行解压tar xvf busybox-1.27.0.tar.bz2

②、解压完毕后，进入该文件夹后，输入vi Makefile进行修改Makefile。在vi的一般模式下输入/ARCH，进行搜索。

下面所说多少行是以我的上述版本为例

164行 CROSS_COMPILE ?=arm-linux-gnueabi-
190行 ARCH ?= arm

3、配置

①、输入make defconfig，进行配置

②、图形化配置

• 输入apt install libncurses5-dev安装必须的库

• 输入make menuconfig

• 选中“Busybox Settings”，然后回车。
  

• 找到下图所示选项，然后按空格，让其前面出现*
  

• 退出

4、编译

输入make -j4

（漫长等待…）【貌似有好多警告？？？】

5、安装

输入make install

编译后会在 ./_install的目录下生成各种命令。分别放到了4个文件bin linuxrc sbin usr里。

• bin目录下，主要是一些常用的命令
  
• sbin目录下，也是一些命令
  
• linuxrc目录下，是linuxrc
• usr目录下，也是一些命令

前面说过，

根文件系统主要由基本的shell命令、各种库、字符设备、配置脚本组成

几个部分组成，现在已经具备了shell命令了，接着制作！

二、创建各种库

1、创建根文件系统总文件夹，这里我把/home/clay/QEMU目录下的rootfs文件夹作为总文件夹！

2、拷贝刚刚_install文件中的全部命令到该文件中！

进入rootfs文件后，输入cp -r ../busybox/busybox-1.27.0/_install/* .将刚刚生成的所有命令拷贝到要制作的根文件系统总文件夹中！【-r参数表示连带子目录也一同拷贝】

3、在rootfs文件夹中，新建lib文件夹。

①、进入rootfs文件目录后，输入mkdir lib创建文件夹！

②、将交叉编译器的库，拷到/rootfs/lib文件夹中

进入lib文件夹，输入cp -p /usr/arm-linux-gnueabi/lib/* .【-p参数表示保留源文件或目录的属性】

三、创建字符设备

设备文件，跟用户、底层进行交互的接口，这些接口以文件节点的形式存在！读写文件，直接读写对应的结点即可！

1、在rootfs目录下，创建./dev文件夹，用以存放各种目录结点！

进入rootfs目录，输入mkdir dev新建文件夹

2、依次输入下面命令，创建4个串口结点

mknod -m 666 tty1 c 4 1
mknod -m 666 tty2 c 4 2
mknod -m 666 tty3 c 4 3
mknod -m 666 tty4 c 4 4

mknod -m 666 tty1 c 4 1命令中
mknod表示创建结点
-m设置权限为666
tty表示串口
c表示字符设备
4表示主设备号，1表示次设备号

3、创建工作台结点，mknod -m 666 console c 5 1

4、创建null结点，mknod -m 666 null c 1 3

四、制作SD卡文件系统镜像

根文件系统放到SD卡里，内核启动后，从SD卡挂载根文件系统

1、退回./QEMU目录，输入dd if=/dev/zero of=rootfs.ext3 bs=1M count=32，生成根文件系统镜像rootfs.ext3。

命令中的bs表示缓冲区大小，count表示块大小

直接把rootfs.ext3看成一个SD卡即可

2、格式化rootfs.ext3，输入mkfs.ext3 rootfs.ext3

3、将各种文件拷贝到文件系统镜像中

需要注意的是，块设备不能直接读写，需要挂载到目录，然后对目录进行一些相应的操作！

①、输入mount -t ext3 rootfs.ext3 /mnt/ -o loop

mount [-fnrsvw] [-t vfstype] [-o options] device dir
-t ext3，表示文件系统是ext3格式
其中-o loop=：使用 loop 模式用来将一个档案当成硬盘分割挂上系统。

②、挂载完毕，然后输入ls /mnt查看SD卡内容，里面自然是空的！

③、拷贝文件到SD卡中

输入cp -r rootfs/* /mnt/

④、卸载SD卡

输入umount /mnt

五、启动内核，挂载rootfs

输入qemu-system-arm -M vexpress-a9 -m 512M -dtb ./test/vexpress-v2p-ca9.dtb -kernel ./test/zImage -nographic -append "root=/dev/mmcblk0 rw console=ttyAMA0" -sd rootfs.ext3

上述命令过长，也可采用上节最后介绍的技巧2，修改./QEMU目录下的boot.sh文件为：

qemu-system-arm\
        -M vexpress-a9\
        -m 512M\
        -dtb ./test/vexpress-v2p-ca9.dtb\
        -kernel ./test/zImage\
        -nographic\
        -append "root=/dev/mmcblk0 rw console=ttyAMA0"\
        -sd rootfs.ext3

然后再控制台输入./boot.sh即可运行！

注意：

启动后，也许会发现有一个错误。

这个是因为，目前做的文件系统是最简陋的文件系统，还缺少很多东西。所以暂时忽略，关键是当输入ls时，是否会出现相应内容呢？如下图所示。

若可以，则没有问题！

如何消除这个警报呢？下面提供两种方法，一种在简陋的根文件系统内部修改，一种从简陋的根文件系统外部修改！

方法一：在简陋的根文件系统内部修改

①、mkdir创建etc文件夹

②、进入etc，mkdir创建init.d文件夹

③、进入init.d，touch创建rcS文件

④、输入chmod a+x rcS，添加可运行权限

⑤、输入vi rcS，编辑脚本文件

echo "-----------------------------------------"I


echo "Welcome to A9 vexpress board"


echo "------------------------------------------"

⑥、从/etc/init.d目录，退回到根目录。

输入两次cd ..

⑦、开启另一个终端，输入ps -a，查看qemu-system-arm对应的进程PID号，然后输入kill ×××

⑧、回到原终端，输入启动命令qemu-system-arm -M vexpress-a9 -m 512M -dtb ./test/vexpress-v2p-ca9.dtb -kernel ./test/zImage -nographic -append "root=/dev/mmcblk0 rw console=ttyAMA0" -sd rootfs.ext3

或者输入./boot.sh

重新启动查看rcS显示效果

方法二：从简陋的根文件系统外部修改

①、进入rootfs，在rootfs下创建etc文件夹，mkdir etc

②、进入etc，在etc下创建init.d文件夹，mkdir init.d

③、进入init.d，在init.d下创建rcS文件，touch rcS。同时加上可运行权限，chmod a+x rcS

④、编辑rcS如下内容，vi rcS

echo "-----------------------------------------"I


echo "        Hello world!       "


echo "-----------------------------------------"

⑤、重新将内容拷贝到SD卡！

• 挂载SD卡
  • 退回QEMU所在目录，输入mount -t ext3 rootfs.ext3 /mnt/ -o loop
• 拷贝所有文件到挂载目录
  • 输入cp -r rootfs/* /mnt
• 卸载SD卡
  • 输入umount /mnt

⑥、重新启动，输入qemu-system-arm -M vexpress-a9 -m 512M -dtb ./test/vexpress-v2p-ca9.dtb -kernel ./test/zImage -nographic -append "root=/dev/mmcblk0 rw console=ttyAMA0" -sd rootfs.ext3

或者输入./boot.sh

可以看到内容已经变更！

目前的情况来看，完善我们的文件系统还是蛮不方便的，后期当我们挂载到NFS上，可直接在主机进行修改，到那时便会方便许多，继续往下看咯！

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注：上面都是命令行启动内核，若想图形化启动【LCD】可执行下面代码进行启动！

qemu-system-arm -M vexpress-a9 -m 512M -dtb ./test/vexpress-v2p-ca9.dtb -kernel ./test/zImage -append "root=/dev/mmcblk0 rw console=tty0" -sd rootfs.ext3

【上述代码是一行完成！】

或者再新建脚本boot_with_lcd.sh为以下内容【制作方法可参考上节最后的技巧2】

qemu-system-arm \
        -M vexpress-a9 \
        -m 512M\
        -dtb ./test/vexpress-v2p-ca9.dtb\
        -kernel ./test/zImage\
        -append "root=/dev/mmcblk0 rw console=tty0"\
        -sd rootfs.ext3\

LCD启动后，关闭LCD可直接关闭对应进程！