使用busybox构建linux根文件系统

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主机：Windows XP，VMware 8，Ubuntu

编译环境：arm-linux-gcc 4.4.3

Linux版本：linux-2.6.32.2

busybox版本：busybox-1.19.4

busybox源码下载地址：http://www.busybox.net/downloads/ 

参考资料：《嵌入式Linux应用开发完全手册》 韦东山

所谓创建根文件系统，就是创建各种目录，并且在里面创建各种文件。比如在/bin、/sbin目录下存放各种可执行程序，在/etc目录下存放配置文件，在/lib目录下存放库文件。Busybox主要用来创建/bin、/sbin等目录下的可执行文件，如命令行下经常使用的命令ls、mv、cp等。

编译busybox

Busybox的编译较为简单，一般使用默认配置即可，如果熟悉配置选项的话也可以执行make menuconfig进行手动裁剪。具体配置说明可参考《嵌入式Linux应用开发完全手册》。

修改busybox顶层目录的Makefile文件，修改如下两行：

ARCH  ?= arm

CROSS_COMPILE ?= arm-linux

然后执行make，编译busybox。编译完成后执行:

make CONFIG_PREFIX=/home/nfs/rootfs install

将busybox安装到目录/home/nfs/rootfs下。/home/nfs/rootfs是目标板文件系统的根目录。执行命令查看安装busybox后生成的文件：

# ls -l /home/nfs/rootfs/

drwxr-xr-x 2 root root 4096 2012-04-05 15:24 bin

lrwxrwxrwx 1 root root   11 2012-03-31 08:17 linuxrc -> bin/busybox

drwxr-xr-x 2 root root 4096 2012-03-31 08:17 sbin

drwxr-xr-x 5 root root 4096 2012-04-03 07:25 usr

linuxrc是内核启动的init进程，那内核又如何知道要启动的init进程是哪个呢？它是由uboot传递给linux内核参数中"init=xxx"决定的。在我的目标板的uboot中传递给内核的参数为"init=/linuxrc"。内核如何启动init进程可以查看内核代码init/main.c中的init_post函数。

构建lib库

虽然通过编译busybox生成了我们需要的可执行文件，但现在在目标板上仍然无法运行，需要添加lib库来支持可执行文件运行。可以使用uclibc和glibc来构建lib库。由于编译lib库相对复杂，而我们又有现成的lib库可以使用，这里我们就实行拿来主义。现成的lib库就在我们的交叉编译工具arm-linux-gcc的目录下，在本人主机上的绝对路径为/opt/FriendlyARM/toolschain/4.4.3/arm-none-linux-gnueabi/lib，

把该lib目录下的所有文件复制到目标板文件系统lib下，执行命令：

#cp -r /opt/FriendlyARM/toolschain/4.4.3/arm-none-linux-gnueabi/lib /home/nfs/rootfs/lib

PS:注意要加-r选项，把软链接文件原样复制过来，不加-r会复制软链接的链接文件，造成存储空间的浪费。

构建etc目录

创建etc/inittab，参照busybox的examples/inittab文件，内容如下：

点击(此处)折叠或打开

 # /etc/inittab
 # Boot-time system configuration/initialization script.
 # This is run first except when booting in single-user mode.
 #
 ::sysinit:/etc/init.d/rcS
 # /bin/sh invocations on selected ttys
 #
 # Note below that we prefix the shell commands with a "-" to indicate to the
 # shell that it is supposed to be a login shell. Normally this is handled by
 # login, but since we are bypassing login in this case, BusyBox lets you do
 # this yourself...
 #
 # Start an "askfirst" shell on the console (whatever that may be)
 console::askfirst:-/bin/sh
 #tty1::askfirst:-/bin/sh
 # Stuff to do before rebooting
 ::ctrlaltdel:/sbin/reboot
 ::shutdown:/bin/umount -a -r

PS:这里的console是在构建/dev目录时创建的设备节点，对应的设备是启动Linux内核前传入的命令行参数“console=xxx”指定的控制台，我传递的参数为“console=ttySAC0,115200”，表示使用串口0，波特率为115200。

创建etc/init.d/rcS文件。rcS是系统启动后执行的第一个脚本文件，如果想把自己编写的应用程序设置为开机启动，在本文件中中加入运行该程序的命令即可。内容如下：

点击(此处)折叠或打开

 #!/bin/sh
 ifconfig eth0 192.168.1.158
 mount -a

修改添加文件可执行权限：#chmod +x etc/init.d/rcS。

创建etc/fstab文件，内容如下：

点击(此处)折叠或打开

 #device mount-poin type options dump fsck order
 proc /proc proc defaults 0 0
 tmpfs /tmp tmpfs defaults 0 0

构建dev目录

这里使用busybox的mdev创建设备文件，mdev是udev的简化版本，它也是通过读取内核信息来创建设备文件。

要使用mdev，需要内核支持sysfs文件系统，为了减少对Flash的读写，还要支持tmpfs文件系统。先确保内核已经设置了CONFIG_SYSFS、CONFIG_TMPFS配置项。

使用mdev的命令如下，请参考它们的注释以了解其作用：

#mount -t tmpfs mdev /dev (使用内存文件系统，减少对Flash的读写)

#mkdir /dev/pts (dev/pts用来支持外部网络连接(telnet)的虚拟终端)

#mount -t devpts devpts /dev/pts

#mount -t sysfs sysfs /sys (mdev通过sysfs文件系统获得设备信息)

#echo /bin/mdev > /proc/sys/kernel/hotplug (设置内核，当有设备插拔时调用/bin/mdev程序)

#mdev -s (在/dev目录下生成内核支持的所有设备的节点)

要在内核启动后，自动运行mdev。需要修改etc目录下的两个文件：修改etc/fstab来自动挂载文件系统、修改etc/init.d/rcS加入要自动运行的命令。修改后的文件如下：

etc/fstab

点击(此处)折叠或打开

 #device mount-poin type options dump fsck order
 proc /proc proc defaults 0 0
 tmpfs /tmp tmpfs defaults 0 0
 sysfs /sys sysfs defaults 0 0
 tmpfs /dev tmpfs defaults 0 0

etc/init.d/rcS

点击(此处)折叠或打开

 #!/bin/sh
 ifconfig eth0 192.168.1.158
 mount -a
 mkdir /dev/pts
 mount -t devpts devpts /dev/pts
 echo /sbin/mdev > /proc/sys/kernel/hotplug
 mdev -s

添加mdev配置文件etc/mdev.conf，mdev.conf可以用来控制设备节点的所有者和权限，格式如下：

<device regex> <uid>:<gid> <octal permissions> 

mdev.conf还可以设置mdev在dev目录下生成的设备节点的名字，Linux内核串口驱动原本对S3C2410、S3C2440注册的设备名是s3c2410_serial0、s3c2410_serial1、s3c2410_serial2，我们可以修改mdev.conf文件，使mdev在/dev目录下对应生成ttySAC0, ttySAC1和ttySAC2，以符合应用程序对于串口设备操作的习惯。配置文件mdev.conf的内容如下：

    mdev.conf

点击(此处)折叠或打开

 # system all-writable devices
 full 0:0 0666
 null 0:0 0666
 ptmx 0:0 0666
 random 0:0 0666
 tty 0:0 0666
 zero 0:0 0666
 # console devices
 tty[0-9]* 0:5 0660
 vc/[0-9]* 0:5 0660
 # serial port devices
 s3c2410_serial0 0:5 0666 =ttySAC0
 s3c2410_serial1 0:5 0666 =ttySAC1
 s3c2410_serial2 0:5 0666 =ttySAC2
 s3c2410_serial3 0:5 0666 =ttySAC3
 # loop devices
 loop[0-9]* 0:0 0660 =loop/
 # i2c devices
 i2c-0 0:0 0666 =i2c/0
 i2c-1 0:0 0666 =i2c/1
 # frame buffer devices
 fb[0-9] 0:0 0666
 # input devices
 mice 0:0 0660 =input/
 mouse.* 0:0 0660 =input/
 event.* 0:0 0660 =input/
 ts.* 0:0 0660 =input/
 # rtc devices
 rtc0 0:0 0644 >rtc
 rtc[1-9] 0:0 0644
 # misc devices
 mmcblk0p1 0:0 0600 =sdcard */etc/rc.d/init.d/sd
 sda1 0:0 0600 =udisk * /etc/rc.d/init.d/udisk

重要的一点忘写了，希望没有误导之前看这篇文章的网友。现补充如下：

由于mdev是通过init进程来启动的，在使用mdev构造/dev目录之前，init进程至少要用到两个设备文件/dev/console、/dev/null，所以要建立这两个设备文件。

# mkdir -r /home/nfs/rootfs/dev

# cd /home/nfs/rootfs/dev

# mknod console c 5 1

# mknod null c 1 3

构建其他目录

# mkdir proc mnt tmp sys root

到此，我们的根文件系统构建完毕，/home/nfs/rootfs目录下就是我们的根文件系统。目标板可以把它通过作为网络根文件系统，通过nfs直接启动。也可以把它制作为映像文件烧写到目标板的Flash启动。