用busybox制作自己的rootfs

1         获取源码解压

从busybox的官方主页http://www.busybox.net ,下载busybox的源码，目前最新的版本为busybox-1.13.3.tar.bz2
 

#tar –jvxf busybox-1.13.3.tar.bz2
 
进入解压后的busybox源码目录
 

#cd busybox-1.13.3
 
2         配置busybox

步骤跟编译linux内核时很像
 

#make menuconfig
 
出现一个图形界面，选择Busybox Settings，这里可以对编译、安装以及调试等模式进行配置。
 
然后选择Build Options，对交叉编译器以及编译方式进行配置。
 
其中的第一项是Build Busybox as a static binary（no shared libs），如果选择上，则busybox将以静态形式进行编译，否则将以动态方式编译。此外，还需要对交叉编译环境进行配置，选择其中的Cross Compiler Perfix，输入交叉编译器的前缀，我们的嵌入式平台上使用的是arm-uclinux-linux的交叉编译工具。
 
这里我们先选择静态编译，动态方式的稍后再讲，注意Build with Large File Support (for accessing files > 2 GB)不要选（默认是选上的），否则编译后会出现如下错误：
 

miscutils/lib.a（readahead.）:In function ‘readahead_main’
 
readahead.(.text.readahead_main+0×70):undefined reference to ‘readahead’
 
collect2:ld returned 1 exit status
 
make :***[busybox_unstripped ]Error 1
 
 
 
3         编译busybox

#make
 
4         安装busybox

#make install
 
可以采用perfix参数安装到指定目录下，格式为：make install prefix=xxx目录，如果不特别指定，将默认在busybox源码目录下生成一个_install目录。到此，busybox基本上可以功成身退 了。我们需要的就是busybox编译出来的这个_install目录。
 
进入_install目录，可以看到一共有3个目录和一个文件，分别是：bin、sbin和usr目录以及linuxrc文件。
 
在对这几个目录进行说明之前，先简单介绍一下编译生成的busybox可执行文件，它存在于bin目录下。Busybox使用了带参的main 函数：int main(int argc，char *argv[])，在这个定义中，argc是传递进来的参数的个数（参数数量），而argv是一个字符串数组，代表从命令行传递进来的参数。argv的索 引0是命令行调用的程序名。可以在bin目录下进行如下操作：
 

#busybox pwd(注意，busybox这个可执行文件不需要加./)
 
当为一个可执行程序创建符号链接后，在执行这个符号链接时，就可以获取到这个符号链接的名字。而busybox正是使用符号链接的方式使一个可 执行程序看起来像很多程序一样。对于busybox中包含的每个工具来讲，都会创建一个符号链接，这样就可以使用这些符号链接来调用busybox了。然 后busybox接着根据argv[0]的值来调用内部工具。
 
下面分别对install目录下的几个文件进行一些说明。
 
Ø        bin包含用户工具，其中，busybox可执行文件就在这个目录 下，该目录下其他所有文件都是指向busybox的符号链接
 
Ø        sbin目录包含操作系统工具，同样也指向busybox。
 
Ø        linuxrc是一个链接文件，指向busybox。
 
5         添加etc目录及基本配置文件

参考一个正常的linux系统将会发现，此时busybox建立的文件系统还缺少很多文件。如果用这个作为文件系统，将是无法运行的。生成这些 配置可以选择的方法有2种，一种是直接从一个正常运行的系统中拷贝，另一种是借助于busybox的examples。显然，选择第二种会容易的多，我们 直接拷贝examples/bootfloopy/etc到install目录下。
 

#cp –a ../examples/bootfloppy/etc/ .
 
然后可以看看etc目录下的文件,一共有3个目录和文件，下面逐一对以上几个文件进行分析和说明。
 
Ø        inittab文件：系统启动后访问的第一个脚本文件，后续启动的文 件都由它指定。下面看一下busybox中原始的inittab文件内容：
 

::sysint:/etc/init.d/rcS
 
::respawn:-/bin/sh
 
tty2：：askfirst：-/bin/sh
 
::ctrlaltdel:/bin/umount –a -r
 
其中第一行指定系统的启动脚本为/etc/init.d/rcS
 
第二行指定打开一个登录会话
 
第三行指定在第三个虚拟终端打开一个无须登录验证的shell
 
第四行指定了当按下ctrl+alt+del组合键时的执行命令
 
Ø        fstab文件：定义了文件系统的各个“挂载点”，需要与实际的系统 相配合。默认的fstab文件内容为：
 

proc   /proc proc defaults 0 0

其他的根据需要再进行添加，比如devpts  /dev/pts devpts defaults 0 0就是为UNIX PTYs准备的，后面讲telnetd时要用到。
 
Ø        profile文件：终端登陆之后首先运行的脚本。
 
 
 
6         添加dev目录及基本设备文件

调试时要通过串口发送消息到终端显示。因此串口控制台和终端2个设备文件是必不可少的。
 

#mkdir dev
 
#mknod dev/console c 5 1
 
#mknod dev/ttyAMA0 c 204 64
 
在启动参数中，设置console=ttyAMA0
 
7         添加其他常用目录

可以选择home、root、proc、mnt、lib、var、opt、tmp。
 
此时，一个基本的文件系统的功能就已经完成了。可以采用NFS进行调试。但是，此时你可能会遇到如下问题，系统登录后终端上会不断打印:
 

cannot open /dev/ttyS2:No such file or directory.
 
原因出在/etc目录下的inittab文件，我们看一下其内容：
 

::sysint:/etc/init.d/rcS
 
::respawn:-/bin/sh
 
tty2：：askfirst：-/bin/sh
 
::ctrlaltdel:/bin/umount –a -r
 
这条语句表示在第3个虚拟终端打开一个无须登录验证的shell。而我们之前没有建立这个tty2设备，因此会出错。解决的办法有2个：一是屏 蔽该语句，二是建立该设备节点。我们选择将其屏蔽。
 
8         相关问题

8.1      使用动态方式编译 busybox

进入Build Options时，不要选择Build Busybox as a static binary,其他所有操作步骤跟静态编译一样，你会发现这样建立的文件系统无法启动，终端上打印出如下消息：
 

Kernel panic-not synving:No init found. Try passing init=option to kernel.
 
为什么会出现这种问题呢？这就得回到两种编译方式的特点上来。静态编译时是将所用到的库文件一起编译了进去，而动态编译时是在需要时才调用相应 的库。我们选择动态编译后，没有添加任何库文件就运行，显然是会出错的。那么如何查看busybox可执行文件里使用的库呢。Readelf这个工具提供 了解决办法。使用如下命令，参数d表示将文件中所有的动态部分予以显示。
 

# arm-uclibc-linux-readelf -d busybox
 
Dynamic section at offset 0xca014 contains 18 entries:
 
  标记        类型                         名称/值
 
 0×00000001 (NEEDED)                     共享库: [libm.so.0]
 
 0×00000001 (NEEDED)                     共享库: [libc.so.0]
 
 0×0000000c (INIT)                       0xbe24

 0×0000000d (FINI)                       0xb2054

 0×00000004 (HASH)                       0×80e8

 0×00000005 (STRTAB)                     0xa500

 0×00000006 (SYMTAB)                     0×8b70

 0×0000000a (STRSZ)                      3259 (bytes)

 0×0000000b (SYMENT)                     16 (bytes)

 0×00000015 (DEBUG)                      0×0

 0×00000003 (PLTGOT)                     0xda0cc

 0×00000002 (PLTRELSZ)                   3040 (bytes)

 0×00000014 (PLTREL)                     REL

 0×00000017 (JMPREL)                     0xb244

 0×00000011 (REL)                        0xb1bc

 0×00000012 (RELSZ)                      136 (bytes)

 0×00000013 (RELENT)                     8 (bytes)

 0×00000000 (NULL)                       0×0

从上面的结果中，我们可以看到，busybox这个程序使用到了libm.so.0和libc.so.0两个库文件，实际上这是2个符号链接， 分别指向libc-0.9.28.so和libuClibc-0.9.28.so。将以上四个文件分别拷贝到lib目录下。按理说，这样应该就可以了，但 是仍然无法正常运行。显示的错误信息和刚刚没加库之前一样。可能的原因有2种：一是库文件没有添加全，二是库文件没有正确被加载。根据readelf显示 的结果应该不是第一种原因。那么到底为什么没被正确加载呢？原来库文件的加载，还需要一个共享库加载器。找到对应的文件ld-uClibc- 0.9.28.so和ld-uClibc.so.0添加到lib目录下后。运行正常。
 
8.2      终端登录用户验证功 能添加

需要在etc目录下增加passwd、group和shadow(在编译busybox时如果不选择shadow功能将不需要这个文件)3个文 件。
 
生成这3个文件的方法有：
 
Ø        手动生成，按照格式规范自己编写内容；
 
Ø        通过busybox提供的工具adderuser自动生成
 
8.2.1        手动方式

首先我们介绍一下如何手动添加。以增加root用户为例，增加passwd文件，其内容为：
 

#cat passwd
 
root:x:0:0:root:/root:/bin/sh
 
同时，此时要确定root目录已经存在。
 
passwd一共由7个字段组成，6个冒号将其隔开。它们的含义分别为：
 
1     用户名
 
2     是否有加密口令，x表示有，不填表示无，采用MD5、DES加密。
 
3     用户ID
 
4     组ID
 
5     注释字段
 
6     登录目录
 
7     所使用的shell程序
 
增加group文件，其内容为：
 

#cat group
 
root:x:0:
 
Group一共由4个字段组成，3个冒号将其隔开，它们的含义分别为：
 
1     组名
 
2     是否有加密口令，同passwd
 
3     组ID
 
4     指向各用户名指针的数组
 
由于busybox默认启动了shadow模式，因此需要增加shadow文件，其内容为：
 

#cat shadow
 
root:$1$3jZ93Mwq$oaeef6lWIuThavs8wD0Wh1:0:0:99999:7:::
 
shadow一共由9个字段组成，8个冒号将其隔开，它们的含义分别为：
 
1     用户名
 
2     加密后的口令，若为空，表示该用户不需要口令即可登陆，若为*号，表示该账号被禁用。 上面的表示的是123456加密后的口令。
 
3     从1970年1月1日至口令最近一次被修改的天数
 
4     口令在多少天内不能被用户修改
 
5     口令在多少天后必须被修改（0为没有修改过）
 
6     口令过期多少天后用户账号被禁止
 
7     口令在到期多少天内给用户发出警告
 
8     口令自1970年1月1日被禁止的天数
 
9     保留域
 
这里强调一下shadow文件的由来。/etc/passwd文件对系统的所有用户都是可读的，这样的好处是每个用户都知道系统上有哪些用户， 但缺点是其他用户的口令容易受到攻击，尤其是当口令较简单时。所以一些linux系统中使用到了影子口令文件shadow，将用户的口令存储在另一个文件 /etc/shadow中，该文件只有根用户root可读，大大提高了安全性。
 
不过，采用这种手动添加文件的方法有一个缺陷，就是如果要为用户设置登陆口令的话，shadow文件中必须填写加密后的口令，而这个加密算法我 们又不知道，即使知道，要经过转换后再添加，比较麻烦。此时，不妨试一下第二种方法。
 
8.2.2        自动方式

自动生成是使用了busybox提供的adduser工具和passwd工具。
 
在文件系统正常运行起来后，使用adduser命令，使用方法为：
 

#adduser root
 
然后就会在etc目录下自动生成passwd 、group和shadow3个文件。但是运行该命令后会打印出如下消息：
 

passwd：unknown uid 0
 
这表示不能为该用户设置密码，此时你会发现要passwd命令也无法使用。
 
解决的办法是，打开passwd文件，其内容为：
 

root:x:1000:1000:Linux User…:/home/root:/bin/sh
 
将用户ID和组ID均更改为0
 
打开group文件，其内容为：
 

root:x:1000:
 
同样将组ID改为0
 
然后，passwd命令就可以正常使用了。这时为root用户设置口令：
 

#passwd root
 
根据提示输入密码。其中，root用户登陆后的目录可以手动进行更改。
 
8.3      telnetd功能 添加

busybox默认已经添加了对telnetd和telnet功能的支持，只需要完成一些相关的设置工作就可以启动这2个功能了。
 
Ø          创建/dev/pts目录
 
Ø        在/etc/fstab中添加如下信息，挂载devpts文件系统
 

devpts /dev/pts devpts defaults 0 0
 
Ø        在/dev目录下增加ptmx设备文件：
 

#mknod ptmx c 5 2
 
Ø        在rcS文件中添加如下脚本，启动telnetd
 

if [ -x /usr/sbin/telnetd ] ;
 
then
 
        telnetd&

fi
 
Ø        在/dev目录下增加null设备文件，否则上述脚本运行时会出错： 提示找不到null文件。
 

#mknod null c 1 3
 
此时，telnetd功能开机就可以启动了。

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