tiny linux: 内核精简的根文件系统制作

tiny linux

tiny_linux要求实现以下两点：

1. 精简linux内核镜像，要求在支持TCP/IP数据传输的情况下，内核镜像和正常运行所需内存能够做到尽可能的小。

2. 采用busybox制作根文件系统，利用kernel mode linux补丁，使得busybox运行在内核态。

欢迎访问tiny_linux, 这里有编译好的内核镜像，根文件系统镜像以及相关脚本，供大家使用。

涉及知识点

• qemu使用
• linux内核配置，编译
• 根文件系统制作

在这里记录了我完成该项目的过程，希望对大家有用。

ps：

1. 关于根文件的制作部分，对当初小白的我，非常感谢杨海宇同学的付出，让自己能够快速入门。

2. 内核源码Documentation目录下有关于linux权威的文档，里面也有关于initrd，init的介绍，可以先读读这两个文档，个人感觉很不错。

成果

平台 ：  X86_64
linux:   4.0.4
优化前:　bzImage＝6.5M　内存＝*M
优化后:　bzImage＝726K　内存＝21.6M

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目录

• Section 1：linux内核镜像文件
• Section 2：根文件系统镜像文件
  
  • 构建busybox
  • 根文件系统制作
  • 网络配置及测试
    
    • 百度网站测试
    • 本机搭建网站测试
• Section 3：精简bzImage
  
  • 编译选项优化
  • 替换压缩方式
  • 步步精简config
  • 最小配置
• Section 4：Kernel Mode Linux
  
  • KML Patch
  • 内核态运行busybox
  • 内核态运行测试
    
    • time测试
    • 截取寄存器值
• 参考资料

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Section 1：linux内核镜像文件

背景: Linux内核的启动过程

Linux内核本身的启动又分为压缩内核和非压缩两种。从Linux内核程序的结构上，具有如下的特点：
压缩内核 = 解压缩程序 + 压缩后的内核映像
当压缩内核运行后，将运行一段解压缩程序，得到真正的内核映像，然后跳转到内核映像运行。此时，Linux进入非压缩内核的入口，在非压缩的内核入口中，系统完成各种初始化任务后，跳转到C语言的入口处运行。

这一步主要是通过编译linux内核，获取linux的压缩内核镜像bzImage

1. 下载linux内核代码

   mkdir tiny_linux
   cd tiny_linux
   curl https://www.kernel.org/pub/linux/kernel/v4.x/linux-4.0.4.tar.xz | tar xJf -
   

2. 编译linux内核

在内核代码根目录的Makefile当中，可以发现有如下文字描述：

背景：Makefile Line 98

# kbuild supports saving output files in a separate directory.

# To locate output files in a separate directory two syntaxes are supported.

# In both cases the working directory must be the root of the kernel src.

# 1) O=

# Use “make O=dir/to/store/output/files/”

利用make O=命令，可以使输出文件与源代码文件分离，这样使得我们能够建立不同的输出文件，每个独立的输出文件都可以有自己的专属配置，这个在后期精简config的过程当中，特别有用。

    cd tiny_linux
    mkdir obj
    cd linux-4.0.4
    make O=../obj/linux_0 x86_64_defconfig

背景：内核默认配置文件
内核为很多平台附带了默认配置文件，保存在arch//configs目录下，其中对应具体的架构，如x86、arm或者mips等。比如，对于x86架构，内核分别提供了32位和64位的配置文件，即i386_defconfig和x86_64_defconfig；对于arm架构，内核提供了如NVIDA的Tegra平台的默认配置tegra_defconfig，Samsung的S5PV210平台的默认配置s5pv210_defconfig等。

在linux_0目录下，执行make menucon