使用busybox构建linux根文件系统

主机：Windows 7旗舰版，VMware7.1.2，Fedora9

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： 

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：

# /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：

#!/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：

#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

#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

#!/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：

 :  

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

# 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。