Buildroot根文件系统构建

文章目录

  • Buildroot根文件系统构建
  • 一、何为buildroot?
    • 1. buildroot简介
    • 2. buildroot下载
  • 二、buildroot构建根文件系统
    • 1. 配置buildroot
      • 1. 配置 Target options
      • 2. 配置 Toolchain
      • 3. 配置 System configuration
      • 4. 配置 Filesystem images
      • 5. 禁止译 编译 Linux 内核和 uboot
      • 6. 配置 Target packages
    • 2. 编译buildroot
    • 3. buildroot根文件系统测试
  • 三、buildroot第三方软件和库的配置
    • 1. 使能 alsa-lib
    • 2. 使能 alsa-utils
  • 四、buildroot下的busybox配置
    • 1. busybox配置
    • 2. busybox中文字符的支持
    • 3. 编译busybox
  • 五、根文件系统测试

Buildroot根文件系统构建

前面我们学习了如何使用 busybox 来构建根文件系统,但是 busybox 构建的根文件系统不齐全,很多东西需要我们自行添加,比如 lib 库文件。在我们后面的驱动开发中很多第三方软件也需要我们自己去移植,这些第三方软件有很多又依赖其他的库文件,导致移植过程非常的繁琐。本章我们来学习一下另外一种实用的根文件系统构建方法,那就是使用buildroot 来构建根文件系统。

一、何为buildroot?

1. buildroot简介

busybox 仅仅只是帮我们构建好了一些常用的命令和文件,像 lib 库、/etc 目录下的一些文件都需要我们自己手动创建,而且 busybox 构建的根文件系统默认没有用户名和密码设置。在后续的实验中,我们还要自己去移植一些第三方软件和库,比如 alsa、iperf、mplayer 等等。那么有没有一种傻瓜式的方法或软件,它不仅包含了 busybox 的功能,而且里面还集成了各种软件,需要什么软件就选择什么软件,不需要我们去移植。答案肯定是有的,buildroot 就是这样一种工具,buildroot比 busybox 更上一层楼,buildroot 不仅集成了 busybox,而且还集成了各种常见的第三方库和软件,需要什么就选择什么,就跟我们去吃自助餐一样,想吃什么就拿什么。buildroot 极大的方便了我们嵌入式 Linux 开发人员构建实用的根文件系统。

从 busybox 开始一步一步的构建根文件系统适合学习、了解根文件系统的组成,但是不适合做产品(主要是自己构建的话会有很多不完善、没有注意到的细节)。buildroot 会帮我们处理好各种细节,根文件系统也会更加的合理、有效。因此在做产品的时候推荐大家使用 buildroot 来构建自己的根文件系统,当然了,类似 buildroot 的软件还有很多,比如后面要讲的 yocto。

buildroot 和 uboot、Linux Kernel 很类似,我们需要到其官网上下载源码,然后对其进行配置,比如设置交叉编译器、设置目标 CPU 参数等,最主要的就是选择所需要的第三方库或软件。一切配置好以后就可以进行编译,编译完成了以后就会在一个文件夹里面存放好编译结果,也就是根文件系统。

2. buildroot下载

buildroot 源码肯定是要从 buildroot 官网下载,官网地址为官网,打开以后的官网界面 :
Buildroot根文件系统构建_第1张图片
点击图中的“DOWNLOAD”按钮即可打开 buildroot 的下载界面,
Buildroot根文件系统构建_第2张图片
可以看出,在写本教程的时候最新的 LTS(长期支持版)版 buildroot 为 2019.02.6,分为.gz和.bz2 两种压缩格式,这里我就使用右侧的.bz2 压缩格式的源码,选中以后下载即可。我们已经将其放到了开发板光盘中,路径为:1、例程源码-》8、buildroot 源码-》buildroot2019.02.6.tar.bz2,一切准备好以后就可以使用 buildroot 构建根文件系统了。

二、buildroot构建根文件系统

1. 配置buildroot

将 buildroot 源码 buildroot-2019.02.6.tar.bz2 拷贝到 ubuntu 中,也就是我们前面创建的 tool目录下。拷贝完成以后对其进行解压,命令如下:

tar -vxjf buildroot-2019.02.6.tar.bz2

解压完成以后就会得到一个名为“buildroot-2019.02.6”的目录,此目录就是我们解压得到的 buildroot 源码,进入到此目录中,此目录下的文件:

Buildroot根文件系统构建_第3张图片
buildroot 和 uboot、Linux kernel 一样也支持图形化配置,输入如下命令即可打开图形化配置界:

make menuconfig

打开以后的图形化配置界面如图 所示
Buildroot根文件系统构建_第4张图片
接下来我们就依次配置 buildroot,配置完成以后就可以进行编译了。

1. 配置 Target options

首先配置 Target options 选项,需要配置的项目和其对应的内容如下(“=”号后面是配置项要选择的内容!):

Target options
-> Target Architecture = ARM (little endian)
-> Target Binary Format = ELF
-> Target Architecture Variant = cortex-A7
-> Target ABI = EABIhf
-> Floating point strategy = NEON/VFPv4
-> ARM instruction set = ARM

配置完成以后如图所示
Buildroot根文件系统构建_第5张图片

2. 配置 Toolchain

此配置项用于配置交叉编译工具链,也就是交叉编译器,这里设置为我们自己所使用的交叉编译器即可。buildroot 其实是可以自动下载交叉编译器的,但是都是从国外服务器下载的,鉴于国内的网络环境,强烈推荐大家设置成自己所使用的交叉编译器。需要配置的项目和其对应的内容如下:

Toolchain
-> Toolchain type = External toolchain
-> Toolchain = Custom toolchain //用户自己的交叉编译器
-> Toolchain origin = Pre-installed toolchain //预装的编译器
-> Toolchain path =/usr/local/arm/gcc-linaro-4.9.4-2017.01-x86_64_arm-linux-gnueabihf
-> Toolchain prefix = $(ARCH)-linux-gnueabihf //前缀
-> External toolchain gcc version = 4.9.x
-> External toolchain kernel headers series = 4.1.x
-> External toolchain C library = glibc/eglibc
-> [] Toolchain has SSP support? (NEW) //选中
-> [
] Toolchain has RPC support? (NEW) //选中
-> [] Toolchain has C++ support? //选中
-> [
] Enable MMU support (NEW) //选中

Toolchain 下几个比较重要的选项需要说明一下,如下所示:

Toolchain:设置为 Custom toolchain,表示使用用户自己的交叉编译器。
Toolchain origin:设置为 Pre-installed toolchain,表示使用预装的交叉编译器。
Toolchain path:设置自己安装的交叉编译器绝对路径!buildroot 要用到。
Toolchain prefix:设置交叉编译器前缀,要根据自己实际所使用的交叉编译器来设置,比如我们使用的是 arm-linux-gnueabihf-gcc,因此前缀就是$(ARCH)-linux-gnueabihf,其中 ARCH我们前面已经设置为了 arm。

Buildroot根文件系统构建_第6张图片

3. 配置 System configuration

此选项用于设置一些系统配置,比如开发板名字、欢迎语、用户名、密码等。需要配置的项目和其对应的内容如下:

System configuration
-> System hostname = luatao_imx6ull //平台名字,自行设置
-> System banner = Welcome to luatao_imx6ull //欢迎语
-> Init system = BusyBox //使用 busybox
-> /dev management = Dynamic using devtmpfs + mdev //使用 mdev
-> [*] Enable root login with password (NEW) //使能登录密码
-> Root password = 123456 //登录密码为 123456

在 System configuration 选项中可以配置平台名字,登录密码等信息。
Buildroot根文件系统构建_第7张图片

4. 配置 Filesystem images

此选项配置我们最终制作的根文件系统为什么格式的,配置如下:

-> Filesystem images
-> [] ext2/3/4 root filesystem //如果是 EMMC 或 SD 卡的话就用 ext3/ext4
-> ext2/3/4 variant = ext4 //选择 ext4 格式
-> [
] ubi image containing an ubifs root filesystem //如果使用 NAND 的话就用 ubifs

对于 I.MX6U 来说此选项不用配置,因为我们是通过 Mfgtool 工具将根文件系统烧写到开发板上的 EMMC/SD 卡中,烧写的时候需要自己对根文件系统进行打包。

5. 禁止译 编译 Linux 内核和 uboot

(默认没有配置,可以不用管)
buildroot 不仅仅能构建根文件系统,也可以编译 linux 内核和 uboot。当配置 buildroot,使能 linux 内核和 uboot 以后 buildroot 就会自动下载最新的 linux 内核和 uboot 源码并编译。但是我们一般都不会使用 buildroot 下载的 linux 内核和 uboot,因为 buildroot 下载的 linux 和 uboot官方源码,里面会缺少很多驱动文件,而且最新的 linux 内核和 uboot 会对编译器版本号有要求,可能导致编译失败。因此我们需要配置 buildroot,关闭 linux 内核和 uboot 的编译,只使用buildroot 来构建根文件系统,首先是禁止 Linux 内核的编译,配置如下:

-> Kernel
-> [ ] Linux Kernel //不要选择编译 Linux Kernel 选项!

Buildroot根文件系统构建_第8张图片
接着禁止编译 Uboot,配置如下:

-> Bootloaders
-> [ ] U-Boot //不要选择编译 U-Boot 选项!

Buildroot根文件系统构建_第9张图片

6. 配置 Target packages

此选项用于配置要选择的第三方库或软件、比如 alsa-utils、ffmpeg、iperf 等工具,但是现在我们先不选择第三方库,防止编译不下去!先编译一下最基本的根文件系统,如果没有问题的话再重新配置选择第三方库和软件。否则一口吃太多会容易撑着的,编译出问题的时候都不知道怎么找问题。

2. 编译buildroot

配置完成以后就可以编译 buildroot 了,编译完成以后 buildroot 就会生成编译出来的根文件系统压缩包,我们可以直接使用。输入如下命令开始编译:

sudo make //注意,一定要加 sudo,而且不能通过-jx 来指定多核编译!!!

buildroot 编译的时候会先从网上下载所需的软件源码,有些软件源码可能下载不下来,这个时候就需要我们自行处理,这个后面会详细的讲解。

buildroot 编译过程会很耗时,可能需要几个小时,请耐心等待!
编译时间:09:17–10:03

buildroot 因为要从网上下载源码,因此可能存在有些源码无法下载或下载很慢的情况,比如如图所示:

Buildroot根文件系统构建_第10张图片
可以看出图中正在下载 cmake-3.8.2.tar.gz 这个压缩包,大小是 7.2MB,当前下载网 速 是 1.6KB/S , 需 要 用 时 71 分 钟 , 显 然 这 是 无 法 忍 受 的 ! 我 们 可 以 自 行 到https://cmake.org/files/v3.8/cmake-3.8.2.tar.gz 这个网站上去将 cmake-3.8.2.tar.gz 这个源码下载下来,然后拷贝到 Ubuntu 中 buildroot 源码目录下的 dl 文件夹中,dl 文件夹专门用于存放下载下来的源码。

等待编译完成,编译完成以后就会在 buildroot-2019.02.6/output/images 下生成根文件系统,如图所示:
Buildroot根文件系统构建_第11张图片
rootfs.tar 就是打包好的根文件系统,我们就使用 rootfs.tar 进行测试。在 nfs 目录下新建一个名为 buildrootfs 的文件夹,然后将图中的 rootfs.tar 拷贝到 buildrootfs 目录下并解压,命令如下:

cd /home/luatao/linux/nfs  //进入到 nfs 目录下
mkdir buildrootfs //创建 buildrootfs 目录
cd buildrootfs //进入到 buildrootfs 目录
cp /home/luatao/linux/tool/buildroot-2019.02.6/output/images/rootfs.tar ./
tar -vxf rootfs.tar  //解压缩 rootfs.tar
rm rootfs.tar //删除 rootfs.tar

解压缩完成以后的 buildrootfs 目录如图所示:
Buildroot根文件系统构建_第12张图片
图中就是使用buildroot编译出来的根文件系统,我们可以通过nfs挂载到开发板上,然后对其进行测试。

3. buildroot根文件系统测试

buildroot 制作出来的根文件系统已经准备好了,接下来就是对其进行测试。测试方法也是通过 nfs 挂载的方式,启动 uboot,修改 bootargs 环境变量,设置 nfsroot 目录为 Ubuntu 中的buildrootfs 目录,命令如下:

setenv bootargs 'console=tty1 console=ttymxc0,115200 root=/dev/nfs nfsroot=192.168.1.4:/home/luatao/linux/nfs/buildrootfs rw ip=192.168.1.55:192.168.1.4:192.168.1.1:255.255.255.0::eth0:off' 

设置好以后启动系统,进入根文件系统以后如图所示:
Buildroot根文件系统构建_第13张图片
在图 中,首先要进入到/lib/modules 目录,但是默认没有,因此需要我们自行创建此目录。buildroot 构建的根文件系统启动以后会输出我们前面设置的欢迎语“Welcome to alphai.mx6ull”。然后需要输入用户名和密码,用户名是“root”,密码就是我们前面配置 buildroot 的时候设置的“123456”。输入用户名和密码以后就可以进入系统中,如图所示:
Buildroot根文件系统构建_第14张图片

可以看出的 buildroot 构建的根文件系统运行基本没有问题,但是这个根文件系统是最简单的,我们并没有在 buildroot 里面配置任何第三方的库和软件,接下来我们就配置buildroot,使能一些常见的第三方软件。

三、buildroot第三方软件和库的配置

我在前面学习的时候需要自行移植一些第三方的库和软件,比如 alsa-lib、alsa-utils 等等,现在我们不需要自行移植这些第三方软件和库了,可以直接在 buildroot 里面配置使能。比如我们现在配置使能 alsa-lib、alsa-utils 这两个软件和库。

1. 使能 alsa-lib

输入 make menuconfig,打开 buildroot 配置界面,配置路径如下:

Target packages
-> Libraries
-> Audio/Sound
-> -*- alsa-lib —> 此配置项下的文件全部选中

Buildroot根文件系统构建_第15张图片

2. 使能 alsa-utils

接下来使能 alsa-utils,路径如下:

Target packages
-> Audio and video applications
-> alsa-utils 此目录下的软件全部选中

配置好以后如图所示:
Buildroot根文件系统构建_第16张图片
编译完成之后,可以看重新生成的rootfs.tar(看编译时间有没有变化)
Buildroot根文件系统构建_第17张图片

等待编译完成就可以使用新的根文件系统进行测试了,将 buildroot/images/rootfs.tar 拷贝到nfs 目录下的 buildroot 目录中,然后重新解压。
Buildroot根文件系统构建_第18张图片

注意,以前自己添加的文件并不会被删除掉的,解压命令如下:

tar -vxf rootfs.tar

解压之后,内存都变大了
Buildroot根文件系统构建_第19张图片

解压完成以后就可以使用 alsa-utils 相关的软件了,比如 alsamixer,想想我们曾经在第六十五章中自行移植 alsa-utils 的时候,那个过程叫一个复杂。通过 buildroot 的话直接一个配置就可以搞定全部,方便快捷,大家可以自行尝试去配置使能一些其他的第三方库和软件。

四、buildroot下的busybox配置

1. busybox配置

buildroot 在构建根文件系统的时候也是要用到 busybox 的,既然用到了 busybox 那么就涉及到 busybox 的配置。buildroot 会自动下载 busybox 压缩包,buildroot 下载的源码压缩包都存放在/dl 目录下,在 dl 目录下就有一个叫做“busybox”的文件夹,此目录下保存着 busybox 压缩包,如图所示:
Buildroot根文件系统构建_第20张图片
可以看出,buildroot 下载的 busybox 版本为 1.29.3。要想编译 busybox,必须对图中的压缩包进行解压缩,buildroot 将所有解压缩后的软件保存在/output/build 软件中,我们可以在找到/output/build/busybox-1.29.3 这个文件夹,此文件夹就是解压后的 busybox 源码,文件内容如图所示:
Buildroot根文件系统构建_第21张图片
如果大家想要修改 busybox 源码的话就直接在图中找到相应的文件,然后修改即可。我们现在是要配置 buildroot 下的 busybox,因此肯定要打开 busybox 的配置界面,在buildroot下打开 busybox 的配置界面输入如下命令:

sudo make busybox-menuconfig

输入以后就会打开 buildroot 下的 busybox 配置界面,如图所示:

Buildroot根文件系统构建_第22张图片
图中就是我们最熟悉的busybox配置界面了,大家想要配置什么就直接操作就行了,

2. busybox中文字符的支持

busybox 对中文字符显示做了限制,因此必须要修改相关的文件,具体修改过程参考 以前的配置即可,这里就不再赘述了。

3. 编译busybox

配置好以后就可以重新编译 buildroot 下的 busybox,进入到 buildroot 源码目录下,输入如下命令查看当前 buildroot 所有配置了的目标软件包,也就是 packages:

sudo make show-targets

Buildroot根文件系统构建_第23张图片
图中列出了当前 buildroot 中所有使能了的 packages 包,其中就包括 busybox,如果我们想单独编译并安装 busybox 的话执行下面命令即可:

sudo make busybox

上述命令就会重新编译 busybox。编译完成以后重新编译 buildroot,主要是对其进行打包,输入如下命令:

sudo make

重新编译完成以后查看一下 output/images 目录下 rootfs.tar 的创建时间是否为刚刚编译的,如果不是的话就删除掉 rootfs.tar,然后重新执行“sudo make”重新编译一下即可。最后我们使用新的 rootfs.tar 启动 Linux 系统。

五、根文件系统测试

buildroot 的根文件系统制作好以后就是测试工作了,测试内容和busybox一样,这里就不赘述了。这里我们重点说一下另外一个问题,我们使用构建的根文件系统启动以后会发现,输入命令的时候命令行前面一直都是“#”,如果我们进入到某个目录的话前面并不会显示当前目录路径,如图所示:
Buildroot根文件系统构建_第24张图片
从图中可以看出,我们当前所处的目录是/root,但是前面的提示符一直是“#”,这样不利于我们查看自己当前所处的路径。最好能像 Ubuntu 一样,可以指出当前登录的用户名,主机名以及所处的目录,如图 所示:
在这里插入图片描述
我们现在就来设置,实现图中所示的效果。我们要先了解一下“PS1”这个环境变量,PS1 用于设置命令提示符格式,格式如下:

PS1 = ‘命令列表’

命令列表中可选的参数如下:

! 显示该命令的历史记录编号。
# 显示当前命令的命令编号。
$ 显示$符作为提示符,如果用户是 root 的话,则显示#号。
\ 显示反斜杠。
\d 显示当前日期。
\h 显示主机名。
\n 打印新行。
\nnn 显示 nnn 的八进制值。
\s 显示当前运行的 shell 的名字。
\t 显示当前时间。
\u 显示当前用户的用户名。
\W 显示当前工作目录的名字。
\w 显示当前工作目录的路径

我们打开/etc/profile 文件,找到如下所示内容,然后将其屏蔽掉:

3 if [ "$PS1" ]; then
4 if [ "`id -u`" -eq 0 ]; then
5 export PS1='# '
6 else
7 export PS1='$ '
8 fi
9 fi

Buildroot根文件系统构建_第25张图片

上述代码就是原始的设置 PS1 环境变量的配置代码,就是它将命令提示符设置为了固定的“#”,我们将其屏蔽掉,然后输入如下所示内容:

PS1='[\u@\h]:\w$:'
export PS1

第 2 行就是设置 PS1 环境变量,格式就是:

设置好以后的/etc/profile 文件内容如图:

Buildroot根文件系统构建_第26张图片
/etc/profile 文件修改完成以后使能或者重启开发板,这个时候我们就如到某个目录的时候命令行就会有提示,如图所示:

source /etc/profile

Buildroot根文件系统构建_第27张图片
从图中可以看出,命令提示符显示正常了,完整的显示除了用户名、主机名和当前路径。至此,buildroot 构建根文件系统就已经全部完成了,当然了,很多第三方软件本章并没有使能,大家可以自行根据实际需求选择对应的第三方软件和库。

你可能感兴趣的:(Linux,buildroot,linux,文件系统)