利用busybox制做根文件系统

一、busybox源码下载及配置

https://busybox.net/downloads/

1.一、修改Makefile

(1) ARCH = arm
(2) CROSS_COMPILE = /usr/local/arm/arm-2009q3/bin//arm-none-linux-gnueabi-

1.二、make menuconfig

Busybox Settings--->
    Build Options--->
        [*]Build BusyBox as a static binary(no shared libs)
        
Busybox Library Tuning--->
    [*]vi-style line editing commands
    [*]Fancy shell prompts    
    
Linux Module Utilities--->
    [ ]Simplified modutils
    [*]insmod
    [*]rmmod
    [*]lsmod
    [*]modprobe
    [*]depmod
    
Linux System Utilities--->[*]mdev
    [*]Support /etc/mdev.conf
    [*]Support subdirs/symlinks
    [*]Support regular expressions substitutions when renaming dev
    [*]Support command execution at device addition/removal
    [*]Support loading of firmwares

1.三、make 而后 make install

(1)make编译，若是有错误解决之
(2)make install执行的时候实际上是在执行busybox顶层目录下的一个目标install。
(3)make install在全部的linux下的软件中做用都是安装软件。在传统的linux系统中安装软件时都是选择源代码方式安装的。咱们下载要安装的软件源代码，而后配置、编译、安装。make install的目的就是将编译生成的可执行程序及其依赖的库文件、配置文件、头文件安装到当前系统中指定（通常均可以本身指定安装到哪一个目录下，若是不指定通常都有个默认目录）的目录下

实验结果：

生成文件：bin  linuxrc sbin usr

挂载成功，执行/linuxrc（也就是busybox）成功，可是由于找不到/etc/init.d/rcS和/dev/tty2等文件因此一直在打印错误提示信息，可是其实有进入命令行。

二、移植inittab

inittab为linux初始化文件系统时init初始化程序用到的配置文件。

2.一、添加一个典型的inittab

(1)将我提供的典型的inittab文件复制到咱们制做的rootfs的根目录下的/etc/目录下
(2)再次启动内核挂载这个rootfs看效果
(3)实验现象是成功启动而且挂载rootfs进入了控制台命令行。当前制做的最小rootfs成功了

#first:run the system script file
::sysinit:/etc/init.d/rcS     #执行rcS
::askfirst:-/bin/sh           #执行命令行
::ctrlaltdel:-/sbin/reboot
#umount all filesystem
::shutdown:/bin/umount -a -r
#restart init process
::restart:/sbin/init

2.二、inittab格式解析

(1)inittab的工做原理就是被/linuxrc（也就是busybox）执行时所调用起做用。
(2)inittab在/etc目录下，因此属于一个运行时配置文件，是文本格式的（内容是由一系列的遵守一个格式组织的字符组成的），实际工做的时候busybox会（按照必定的格式）解析这个inittab文本文件，而后根据解析的内容来决定要怎么工做。
(3)busybox究竟如何完成解析而且解析结果如何去工做（busybox中实现/etc/inittab的原理）并非咱们的目标，咱们的重点是inittab的格式究竟怎样的？咱们看到一个inittab后怎么去分析这个inittab对启动的影响。
(4)inittab的格式在busybox中定义的，网上能够搜索到详细的格式说明，具体去参考便可：
第一个：#开始的行是注释
第二个：冒号在里面是分隔符，分隔开各个部分。
第三个：inittab内容是以行为单位的，行与行之间没有关联，每行都是一个独立的配置项，每个配置项表示一个具体的含义。
第四个：每一行的配置项都是由3个冒号分隔开的4个配置值共同肯定的。这四个配置值就是id:runlevels:action:process。值得注意得是有些配置值能够空缺，空缺后冒号不能空缺，因此有时候会看到连续2个冒号。
第五个：每一行的配置项中4个配置值中最重要的是action和process，action是一个条件/状态，process是一个可被执行的程序的pathname。合起来的意思就是：当知足action的条件时就会执行process这个程序。

注意：理解inittab的关键就是明白“当知足action的条件时就会执行process这个程序。”

 三、rcS文件移植

移植完inittab后进入命令行时提示找不到rcS文件。

/etc/init.d/rcS文件是linux的运行时配置文件中最重要的一个，其余的一些配置都是由这个文件引出来的。这个文件能够很复杂也能够很简单，里面能够有不少的配置项。

#!/bin/sh
PATH=/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin
runlevel=S
prevlevel=N
umask 022
export PATH runlevel prevlevel
mount -a
echo /sbin/mdev > /proc/sys/kernel/hotplug
mdev -s
/bin/hostname -F /etc/sysconfig/HOSTNAME
ifconfig eth0 192.168.1.88

PATH=xxx

(1)首先从shell脚本的语法角度分析，这一行定义了一个变量PATH，值等于后面的字符串

(2)后面用export导出了这个PATH，那么PATH就变成了一个环境变量。
(3)PATH这个环境变量是linux系统内部定义的一个环境变量，含义是操做系统去执行程序时会默认到PATH指定的各个目录下去寻找。若是找不到就认定这个程序不存在，若是找到了就去执行它。将一个可执行程序的目录导出到PATH，可让咱们不带路径来执行这个程序。
(4)rcS中为何要先导出PATH？就是由于咱们但愿一旦进入命令行下时，PATH环境变量中就有默认的/bin /sbin /usr/bin /usr/sbin 这几个常见的可执行程序的路径，这样咱们进入命令行后就能够ls、cd等直接使用了。
(5)为何咱们的rcS文件还没添加，系统启动就有了PATH中的值？缘由在于busybox本身用代码硬编码为咱们导出了一些环境变量，其中就有PATH。

runlevel=

(1)runlevel也是一个shell变量，而且被导出为环境变量。

(2)runlevel这个环境变量到底有什么用？

(3)runlevel=S表示将系统设置为单用户模式

umask=

(1)umask是linux的一个命令，做用是设置linux系统的umask值。

(2)umask值决定当前用户在建立文件时的默认权限。

mount -a

(1)mount命令是用来挂载文件系统的

(2)mount -a是挂载全部的应该被挂载的文件系统，在busybox中mount -a时busybox会去查找一个文件/etc/fstab文件，这个文件按照必定的格式列出来全部应该被挂载的文件系统（包括了虚拟文件系统）

mdev

(1)mdev是udev的嵌入式简化版本，udev/mdev是用来配合linux驱动工做的一个应用层的软件，udev/mdev的工做就是配合linux驱动生成相应的/dev目录下的设备文件。
(2)由于这个问题涉及到驱动，所以详细讲解要等到驱动部分。这里咱们只是经过一些直观的现象来初步理解udev/mdev的工做效果。
(3)在rcS文件中没有启动mdev的时候，/dev目录下启动后是空的；在rcS文件中添加上mdev有关的2行配置项后，再次启动系统后发现/dev目录下生成了不少的设备驱动文件。
(4)/dev目录下的设备驱动文件就是mdev生成的，这就是mdev的效果和意义。

hostname

(1)hostname是linux中的一个shell命令。命令（hostname xxx）执行后能够用来设置当前系统的主机名为xxx，直接hostname不加参数能够显示当前系统的主机名。
(2)/bin/hostname -F /etc/sysconfig/HOSTNAME -F来指定了一个主机名配置文件（这个文件通常文件名叫hostname或者HOSTNAME）

ifconfig

(1)有时候咱们但愿开机后进入命令行时ip地址就是一个指定的ip地址（譬如192.168.1.30），这时候就能够在rcS文件中ifconfig eth0 192.168.1.30

3.一、初步一直rcS

一、PATH&runlevel

(1)咱们实战发现rcS文件明明存在可是却提示不存在，问题缘由就是rcS文件在windows下建立的，行尾换行符为'\r\n'，多了点东西。可是由于ubuntu中的vi对行尾作了优化，因此在ubuntu中是看不出来多了东西的。可是在securecrt下一看就发现每一行末尾多出来了一个^M。
(2)这个故事告诉咱们：shell脚本文件若是格式不对，运行时可能会被提示文件不存在。
(3)扩展讲一个：有时候一个应用程序执行时也会提示文件不存在，问题多是这个程序所调用的一个动态连接库找不到。
(4)测试结果：PATH原本在busybox中就已经用代码导出过了，因此rcS中再次导出没有任何明显的现象，所以看不出什么差异；runlevel实际执行结果一直是unknown，问题在于busybox并不支持runlevel这个特性。

3.二、umask测试

(1)umask是022的时候，默认touch建立一个文件的权限是644

(2)umask是044的时候，默认touch建立一个文件的权限是622

(3)umask是444的时候，默认touch建立一个文件的权限是222

总结：umask的规律就是：umask值和默认建立文件的权限值加起来是666.

3.三、mount测试

(1)挂载时所有出错：

mount: mounting proc on /proc failed: No such file or directory

mount: mounting sysfs on /sys failed: No such file or directory

mount: mounting tmpfs on /var failed: No such file or directory

mount: mounting tmpfs on /tmp failed: No such file or directory

mount: mounting tmpfs on /dev failed: No such file or directory

(2)缘由是由于根文件系统中找不到挂载点。所谓挂载点就是咱们要将目标文件系统（固然这里都是虚拟文件系统）挂载到当前文件系统中的某一个目录中，这个目录就是挂载点。

(3)解决方案就是本身在制做的rootfs根目录下建立这些挂载点目录便可。

(4)验证是否挂载成功，能够看挂载时输出信息；还能够启动后去看proc和sys文件夹，若是有文件出现则证实挂载成功了，若是没东西就证实失败了。

四、profile文件与命令提示符

4.一、profile文件添加

(1)以前添加了/bin/hostname在/etc/sysconfig/HOSTNAME文件中定义了一个hostname（aff），实际效果是：命令行下hostname命令查到的host名字确实是aff。可是问题就是命令行的提示符是没有显示的。
(2)这个问题的解决就要靠profile文件。将提供的profile文件放入/etc/目录下便可。
(3)添加了以后的实验现象：命令行提示符前面显示：[@aff ]#
结论是：第一，profile文件起了做用，hostname显示出来了。第二，还有个问题，登陆用户名没显示出来。缘由就是咱们直接进入了命令行而没有作登陆。等咱们添加了用户登陆功能，而且成功登录后这个问题就能解决。
(4)profile文件工做原理是：profile文件也是被busybox（init进程）自动调用的，因此是认名字的。

# Ash profile
# vim: syntax=sh
# No core files by default
ulimit -S -c 0 > /dev/null 2>&1
USER="`id -un`"
LOGNAME=$USER
PS1='[\u@\h \W]\# '
PATH=$PATH
HOSTNAME=`/bin/hostname`
export USER LOGNAME PS1 PATH

4.二、如何看到用户登陆界面

(1)linux中有一个原则就是用一个小程序来完成一个功能。若是咱们产品确实须要很复杂的综合型的功能，咱们倾向于先使用不少个小程序完成其中的一个功能，而后再将这些小程序集成起来完成整个大功能的产品。
(2)这种集成不少个小程序来完成一个大的功能，有不少种技术实现。譬如shell脚本，还有一些别的技术，譬如linux启动中的inittab。
(3)由于咱们以前intttab中有一个配置项 ::askfirst:-/bin/sh，这个配置项做用就是当系统启动后就去执行/bin/sh，执行这个就会出现命令行。所以咱们这样的安排就会直接进入命令行而不会出现登陆界面。
(4)咱们要出现登陆界面，就不能直接执行/bin/sh，而应该执行一个负责出现登陆界面而且负责管理用户名和密码的一个程序，busybox中也集成了这个程序（就是/bin/login和/sbin/gettty），所以咱们要在inittab中用/bin/login或者/sbin/getty去替代/bin/sh。

4.三、用户名和密码的设置

(1)用户名和密码的设置是和登陆程序有关联的，可是/bin/login和/sbin/getty在用户名和密码的管理上是同样的。其实常见的全部的linux系统的用户名和密码的管理几乎都是同样的。
(2)密码通常都是用加密文字的，而不是用明文。意思就是系统中的密码确定是在系统中的一个专门用来存密码的文件中存储的，用明文存密码有风险，所以linux系统都是用密文来存储密码的。关于密文密码的使用下节课实践时会详细讲。

五、用户登陆实战与密码设置移植　　

5.一、添加/bin/login到sysinit

(1)在inittab中修改，去掉/bin/sh，换上/bin/login，则系统启动后出现登陆界面。能够输入用户名和密码。
(2)实验现象：成功出现用户登陆界面，可是死活密码不对。

5.二、添加passwd和shadow文件

(1)为何用户名和密码不对？由于咱们根本没有为root用户设置密码。
(2)linux系统中用来描述用户名和密码的文件是passwd和shadow文件，这两个文件都在etc目录下。passwd文件中存储的是用户的密码设置，shadow文件中存储的是加密后的密码。
(3)咱们直接复制ubuntu系统中的/etc/passwd和/etc/shadow文件到当前制做的rootfs目录下，而后再作修改便可。
(4)/etc/passwd和/etc/shadow修理好后，shadow中默认有一个加密的密码口令，这个口令和你拷贝的shadow自己有关，像个人ubuntu中root用户的密码就是root，所以复制过来后登录时的密码仍是root。

5.三、重置密码实践

(1)ubuntu刚装好的时候默认登陆是用普通用户登陆的，默认root用户是关闭的。普通用户的密码是在装系统的时候设置的，普通用户登录后可使用su passwd root给root用户设置密码，设置了密码后root用户才能够登陆。
(2)其实这个缘由就是root用户在/etc/shadow文件中加密口令是空白的。因此是不能登陆的。
(3)busybox中由于没有普通用户，因此作法是：默认root用户若是加密口令是空的则默认无密码直接登陆。等咱们登录了以后仍是能够用passwd root给root用户设置密码。
(4)平时有时候咱们忘记了本身的操做系统的密码，怎么办？有一种解决方法就是用其余系统（WindowsPE系统或者ubuntu的单用户模式等···）来引导启动，启动后挂载到咱们的硬盘上，而后找到/etc/shadow文件，去掉密文密码后保存。而后再重启系统后密码就没了。

5.四、getty实战

(1)你们后面作项目会发现，inittab中最多见的用于登陆的程序不是/bin/login，反而是/sbin/getty。
(2)这两个的差异不详，可是在busybox中这两个是同样的。这两个其实都是busybox的符号连接而已。所以不用严格区分这两个
(3)咱们能够在inittab中用getty替换login程序来实现一样的效果。
s3c2410_serial2::sysinit:/bin/login
s3c2410_serial2::respawn:/sbin/getty -L s3c2410_serial2 115200 vt100

#first:run the system script file
::sysinit:/etc/init.d/rcS
#::askfirst:-/bin/sh
#s3c2410_serial2::sysinit:/bin/login
s3c2410_serial2::respawn:/sbin/getty -L s3c2410_serial2 115200 vt100
::ctrlaltdel:-/sbin/reboot
#umount all filesystem
::shutdown:/bin/umount -a -r
#restart init process
::restart:/sbin/init

到此为止一个比较完备的根文件系统就作好了

附加：动态连接库的拷贝

当前的系统因为缺少必要的C语言库文件只能执行静态连接的文件。如要执行动态连接库的文件须要将经常使用的动态连接库复制过来。

将arm-linux-gcc的动态连接库文件复制到开发板rootfs的/lib目录下便可解决。

附近1：开机自启动

rcS会在开机时候运行，能够将须要开机自动执行的文件加入便可开机自启动。

附近2：前台运行与后台运行

(1)程序运行时占用了当前的控制台，所以这个程序不结束咱们都没法使用控制台，这就叫前台运行。默认执行程序就是前台运行的。
(2)后台运行就是让这个程序运行，而且同时让出控制台。这时候运行的程序还能照常运行并且还可以不影响当前控制台的使用。
(3)让一个程序后台运行的方法就是 ./xxx &

附件3：制做ext2格式的镜像并烧录启动

(1)执行下述命令

dd if=/dev/zero of=rootfs.ext2 bs=1024 count=10240
losetup /dev/loop1 rootfs.ext2
mke2fs -m 0 /dev/loop1 10240
mount -t ext2 /dev/loop1 ./ext2_rootfs/

(2)向./rootfs中复制内容，用cp ../rootfs/* ./ -rf
(3)umount /dev/loop1
losetup -d /dev/loop1
(4)完成后获得的rootfs.ext2就是咱们作好的rootfs镜像。拿去烧录便可。

实际项目中可使用Buildroot制做根文件系统