＜linux＞ busybox制作rootfs
busybox制作rootf
- Ⅰ、下载busybox
- Ⅱ、修改busybox支持中文字符
- Ⅲ、选择配置
- 基于defconfig上选择一些基本配置
- 1. 选择动态库编译busybox
- 2. 选择vi支持命令行
- 3.取消simplified modutils
- 4. 选择mdev
- 5.选择unicode，支持中文
- Ⅳ、交叉编译工具配置
- Ⅴ、编译busybox，输出到指定文件夹
- Ⅵ、uboot配置nfs挂载rootfs
- ubuntu配置nfs
- uboot nfs挂载rootfs
- Ⅶ、处理linux启动机制
- 1、linuxrc与/etc/init.d/rcS
- 2、创建/etc/fstab
- 3、/etc/inittab机制
- 总结
Ⅰ、下载busybox
本次实验在ubuntu环境下进行。
busybox的官方链接https://busybox.net/
找到某个版本的busybox，点击git
使用git clone将busybox源码复制到Ubuntu下
Ⅱ、修改busybox支持中文字符
默认的busybox源码，是不支持中文字符显示的
需要修改以下几个文件
1、libbb/printable_string.c文件
显示中文，需要解除对0x7f字符数值的限制,原来的代码是将超过0x7f的字符，重新赋值为?,所以看到的中文字符，全部会显示为?
const char* FAST_FUNC printable_string2(uni_stat_t *stats, const char *str)
{char *dst;const char *s;s = str;while (1) {unsigned char c = *s;if (c == '\0') {/* 99+% of inputs do not need conversion */if (stats) {stats->byte_count = (s - str);stats->unicode_count = (s - str);stats->unicode_width = (s - str);}return str;}if (c < ' ')break;
/* if (c >= 0x7f) //解除中文字符限制break;
*/s++;}#if ENABLE_UNICODE_SUPPORTdst = unicode_conv_to_printable(stats, str);
#else{char *d = dst = xstrdup(str);while (1) {unsigned char c = *d;if (c == '\0')break;
/* if (c < ' ' || c >= 0x7f) *d = '?';
*/if (c < ' ') //解除中文字符限制*d = '?';d++;}if (stats) {stats->byte_count = (d - dst);stats->unicode_count = (d - dst);stats->unicode_width = (d - dst);}}
#endifreturn auto_string(dst);
}2、libbb/unicode.c文件
在unicode_conv_to_printable2函数下，解除对数值大于0x7f字符的限制。
//截取部分代码
static char* FAST_FUNC unicode_conv_to_printable2(uni_stat_t *stats, const char *src, unsigned width, int flags)
{char *dst;unsigned dst_len;unsigned uni_count;unsigned uni_width;if (unicode_status != UNICODE_ON) {char *d;if (flags & UNI_FLAG_PAD) {d = dst = xmalloc(width + 1);while ((int)--width >= 0) {unsigned char c = *src;if (c == '\0') {do*d++ = ' ';while ((int)--width >= 0);break;}
// *d++ = (c >= ' ' && c < 0x7f) ? c : '?';*d++ = (c >= ' ') ? c : '?';src++;}*d = '\0';} else {d = dst = xstrndup(src, width);while (*d) {unsigned char c = *d;
// if (c < ' ' || c >= 0x7f)if (c < ' ')*d = '?';d++;}}if (stats) {stats->byte_count = (d - dst);stats->unicode_count = (d - dst);stats->unicode_width = (d - dst);}return dst;}dst = NULL;uni_count = uni_width = 0;dst_len = 0;while (1) {Ⅲ、选择配置
busybox默认支持三种自动配置方式
- 默认配置
make defconfig
- 所有配置
make allyesconfig
- 最小配置
make allnoconfig
一般情况下，我们使用默认配置。
当然也可以选择手动配置，与大部分的linux SDK一样，支持menuconfig图形配置界面
make menuconfig
可以通过配置选项来选择/取消一些应用工具。
比如linux下常见的编辑器，vi，可以通过Editors–>vi来选择/取消
基于defconfig上选择一些基本配置
1. 选择动态库编译busybox
取消选择静态库编译，即选择动态库， 静态库会有较大的文件生成。
在
Settings --->Build static binary (no shared libs)
2. 选择vi支持命令行
Settings --->vi-style line editing commands
3.取消simplified modutils
不知为何，大家都这么做，疑问暂时保存在这里。
在
Linux Module Utilities --->Simplified modutils
4. 选择mdev
支持mdev相关的内容，默认配置下，已经勾选。
Linux System Utilities --->mdevSupport /etc/mdev.conf......Support daemon mode
5.选择unicode，支持中文
Settings --->[*] Support Unicode[*] Check $LC_ALL, $LC_CTYPE and $LANG environment variables
Ⅳ、交叉编译工具配置
与uboot、linux kernel的编译类似，不同cpu架构下的rootfs需要对应的工具链来编译，才可以适用到对应架构下
可以通过修改busybox目录下的Makefile，指定编译工具链和架构。
以编译arm架构为例
vim Makefile
若没有指定arch，makefile会自带获取uname中的架构名称。也可以手动指定ARCH ?= arm
# 工具链需要对应ubuntu环境下安装的工具链，如果没有对应工具链，需要先安装工具链
CROSS_COMPILE ?= arm-linux-gnueabihf-
ifneq ($(CROSS_COMPILE),)
SUBARCH := $(shell echo $(CROSS_COMPILE) | cut -d- -f1 | sed 's:^.*/::g')
else
SUBARCH := $(shell uname -m)
endif
SUBARCH := $(shell echo $(SUBARCH) | sed -e s/i.86/i386/ -e s/sun4u/sparc64/ \-e s/arm.*/arm/ -e s/sa110/arm/ \-e s/s390x/s390/ -e s/parisc64/parisc/ \-e s/ppc.*/powerpc/ -e s/mips.*/mips/ )ARCH ?= $(SUBARCH)或者在编译的时候，传入指定工具链和架构
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-
Ⅴ、编译busybox，输出到指定文件夹
测试rootfs，可以将开发板上的rootfs通过nfs挂载到ubuntu上，这样可以方便修改，不用重新制作镜像，烧录。
busybox编译，支持将编译的产物输出到指定的目录下。
CONFIG_PREFIX=<路径>的形式，需要先创建输出文件夹。
使用make install进行编译安装
make install ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- CONFIG_PREFIX=/home/xxx/rootfs/
编译完成后，可以看到rootfs目录下的文件,具备了基本的rootfs文件夹
ls /home/xxx/rootfs/bin linuxrc sbin usr
还需要添加一些c库，因为编译rootfs的时候选择了非静态编译。
C库是从交叉编译工具链中复制而来
# 首先创建 lib
mkdir lib# 复制交叉编译工具链中的C库到lib目录下,工具链下的libc/lib/*so*， *.a， -d表示带符号拷贝
cp /opt/gcc-arm-linux-gnueabihf/arm-linux-gnueabihf/libc/lib/*so* /opt/gcc-arm-linux-gnueabihf/arm-linux-gnueabihf/libc/lib/*.a ./lib/ -d# 复制工具链下的lib/*so* ,*.a 到rootfs的lib/
cp /opt/gcc-arm-linux-gnueabihf/arm-linux-gnueabihf/lib/*.so /opt/gcc-arm-linux-gnueabihf/lib/*.a ./lib -d# 删除linux armhf.so，是个软连接文件，需要复制实际文件到rootfs目录下
ls -l ld-linux-armhf.so.3
ld-linux-armhf.so.3 -> ld-2.19-2014.08-1-git.so* # 实际上是个软连接#拷贝真实的ld-linux-armhf.so.3， 暂时不知道为何
rm ld-linux-armhf.so.3
cp /opt/gcc-arm-linux-gnueabihf/arm-linux-gnueabihf/libc/lib/ld-2.19-2014.08-1-git.so ld-linux-armhf.so.3# 最后拷贝工具链的/usr/lib/*.so ,*.a到rootfs的/usr/lib目录下
mkdir usr/lib
cp /opt/gcc-arm-linux-gnueabihf/arm-linux-gnueabihf/libc/usr/lib/*.so /opt/gcc-arm-linux-gnueabihf/arm-linux-gnueabihf/libc/usr/lib/*.a ./usr/lib/ -d
到这里rootfs就准备完成，查看一下rootfs的大小,总共127M，太大了
du -sh rootfs4.0K rootfs/sbin
724K rootfs/bin
60M rootfs/lib
4.0K rootfs/usr/sbin
4.0K rootfs/usr/bin
67M rootfs/usr/lib
67M rootfs/usr
127M rootfs/
还需要准备一些空文件夹，给rootfs挂载后使用
mkdir dev # 用于给kernel挂载设备
mkdir etc # 用于装载一些配置
mkdir tmp # 用于装载临时生成的文件
mkdir proc # 用于进程相关存储
mkdir sys # 用于device、class等驱动创建节点目录
Ⅵ、uboot配置nfs挂载rootfs
进入uboot，配置rootfs，通过nfs挂载rootfs。
uboot 里面的 bootargs 环境变量会设置“root”的值，所以我们将 root 的值改为 NFS 挂载即可。
在 Linux 内核源码里面有相应的文档讲解如何设置，文档为 Documentation/filesystems/nfs/
nfsroot.txt，格式如下：
root=/dev/nfs nfsroot=[<server-ip>:]<root-dir>[,<nfs-options>] ip=<client-ip>:<server-ip>:<gwip>:<netmask>:<hostname>:<device>:<autoconf>:<dns0-ip>:<dns1-ip>
- server-ip：服务器 IP 地址，也就是存放根文件系统主机的 IP 地址，那就是 Ubuntu 的 IP
地址，比如我的 Ubuntu 主机 IP 地址为192.168.31.90。 - root-dir：根文件系统的存放路径，比如我的就是
/home/allen/Desktop/rootfs/ - nfs-options：NFS 的其他可选选项，一般不设置。
- client-ip：客户端 IP 地址，也就是我们开发板的 IP 地址，Linux 内核启动以后就会使用
此 IP 地址来配置开发板。此地址一定要和 Ubuntu 主机在同一个网段内，并且没有被其他的设
备使用，在 Ubuntu 中使用 ping 命令 ping 一下就知道要设置的 IP 地址有没有被使用，如果不能
ping 通就说明没有被使用，那么就可以设置为开发板的 IP 地址，比如我就可以设置为
192.168.1.248。 - server-ip：服务器 IP 地址，前面已经说了。
- gw-ip：网关地址，我的就是 192.168.1.1。
- netmask：子网掩码，我的就是 255.255.255.0。
- hostname：客户机的名字，一般不设置，此值可以空着。
- device：设备名，也就是网卡名，一般是 eth0，eth1….，正点原子的 I.MX6U-ALPHA 开
发板的 ENET2 为 eth0，ENET1 为 eth1。如果你的电脑只有一个网卡，那么基本只能是 eth0。
这里我们使用 ENET2，所以网卡名就是 eth0。 - autoconf：自动配置，一般不使用，所以设置为 off。
- dns0-ip：DNS0 服务器 IP 地址，不使用。
- dns1-ip：DNS1 服务器 IP 地址，不使用。
根据上面的格式 bootargs 环境变量的 root 值如下：
root=/dev/nfs nfsroot=192.168.1.250:/home/zuozhongkai/linux/nfs/rootfs,proto=tcp rw
ip=192.168.1.251:192.168.1.250:192.168.1.1:255.255.255.0::eth0:off
“proto=tcp”表示使用 TCP 协议，“rw”表示 nfs 挂载的根文件系统为可读可写。启动开发
板，进入 uboot 命令行模式，然后重新设置 bootargs 环境变量，命令如下：
setenv bootargs 'console=ttymxc0,115200 root=/dev/nfs nfsroot=192.168.1.250:
/home/zuozhongkai/linux/nfs/rootfs,proto=tcp rw ip=192.168.1.251:192.168.1.250:192.168.1.1:
255.255.255.0::eth0:off' //设置 bootargs
saveenv //保存环境变量
ubuntu配置nfs
安装nfs
sudo apt-get install nfs-kernel-server
配置nfs目录
vim /etc/exports# /etc/exports: the access control list for filesystems which may be exported
# to NFS clients. See exports(5).
#
# Example for NFSv2 and NFSv3:
# /srv/homes hostname1(rw,sync,no_subtree_check) hostname2(ro,sync,no_subtree_check)
#
# Example for NFSv4:
# /srv/nfs4 gss/krb5i(rw,sync,fsid=0,crossmnt,no_subtree_check)
# /srv/nfs4/homes gss/krb5i(rw,sync,no_subtree_check)
#
/home/allen/Desktop/ *(rw,sync,no_root_squash) # 这里设置/home/allen/Desktop/作为nfs共享目录。
(rw,sync,no_root_squash)设置rw权限。
测试mount是否成功
showmount -e Export list for allen:
/home/allen/Desktop *windows尝试挂载nfs
打开电脑cmd
mount 192.168.xx.90:/home/allen/Desktop
挂载成功
打开我的电脑可以看到
到此nfs已经挂载成功，就可以尝试在uboot中通过nfs来挂载rootfs了。
uboot nfs挂载rootfs
设置bootargs，roofs属性
setenv bootargs 'console=ttymxc0,115200 root=/dev/nfs nfsroot=192.168.31.90:/home/allen/Desktop/rootfs,nfsvers=3,proto=tcp ip=192.168.31.25:192.168.31.90:192.168.31.1:255.255.255.0::eth0:off'
- root=/dev/nfs ⇒ 指定roofs启动方式是nfs
- nfsroot=192.168.31.90:/home/allen/Desktop/rootfs，nfsvers=3,proto=tcp 。
亿个小细节：
重点是nfsvers=3，ubuntu20.04，如果不指定nfsvers=3会出现无法连接到nfs的问题。
启动内核检查是否挂载rootfs成功。
[ 3.604707] fec 20b4000.ethernet eth0: Freescale FEC PHY driver [SMSC LAN8710/LAN8720] (mii_bus:phy_addr=20b4000.ethernet:01, irq=-1)
[ 3.644131] IPv6: ADDRCONF(NETDEV_UP): eth0: link is not ready
[ 6.684452] fec 20b4000.ethernet eth0: Link is Up - 100Mbps/Full - flow control rx/tx
[ 6.704091] IPv6: ADDRCONF(NETDEV_CHANGE): eth0: link becomes ready
[ 6.724370] IP-Config: Complete:
[ 6.727636] device=eth0, hwaddr=40:a9:22:34:68:68, ipaddr=192.168.31.25, mask=255.255.255.0, gw=192.168.31.1
[ 6.738042] host=192.168.31.25, domain=, nis-domain=(none)
[ 6.744063] bootserver=192.168.31.90, rootserver=192.168.31.90, rootpath=
[ 6.751343] gpio_dvfs: disabling
[ 6.754661] can-3v3: disabling
[ 6.757988] ALSA device list:
[ 6.760971] #0: wm8960-audio
[ 6.805225] VFS: Mounted root (nfs filesystem) readonly on device 0:14.
[ 6.814381] devtmpfs: mounted
[ 6.818079] Freeing unused kernel memory: 532K (80b43000 - 80bc8000)
can't run '/etc/init.d/rcS': No such file or directory可以看到log上获取到了网络， IP地址设置正常，看到logVFS: Mounted root (nfs filesystem) readonly on device 0:14.说明rootfs挂载正常。
Ⅶ、处理linux启动机制
1、linuxrc与/etc/init.d/rcS
rootfs挂载后，会执行linuxrc
drwxrwxr-x 2 1000 1000 4096 May 16 2022 bin
drwxr-xr-x 6 0 0 2980 Jan 1 00:00 dev
drwxrwxr-x 2 1000 1000 4096 May 16 2022 etc
drwxrwxr-x 2 1000 1000 4096 May 16 2022 lib
lrwxrwxrwx 1 1000 1000 11 May 16 2022 linuxrc -> bin/busybox
drwxrwxr-x 2 1000 1000 4096 May 16 2022 proc
drwxrwxr-x 2 1000 1000 4096 May 16 2022 sbin
drwxrwxr-x 2 1000 1000 4096 May 16 2022 tmp
drwxrwxr-x 5 1000 1000 4096 May 16 2022 usr
可以看到linuxrc -> bin/busybox，会执行/etc/inittab脚本，然后在调用/etc/init.d/rcS文件配置一些基本的shell变量与环境
/etc/init.d/rcS示例：
1 #!/bin/sh
2
3 PATH=/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin:$PATH
4 LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/lib:/usr/lib
5 export PATH LD_LIBRARY_PATH
6
7 mount -a
8 mkdir /dev/pts
9 mount -t devpts devpts /dev/pts
10
11 echo /sbin/mdev > /proc/sys/kernel/hotplug
12 mdev -s
第 1 行，表示这是一个 shell 脚本。
第 3 行，PATH 环境变量保存着可执行文件可能存在的目录，这样我们在执行一些命令或
者可执行文件的时候就不会提示找不到文件这样的错误。
第 4 行，LD_LIBRARY_PATH 环境变量保存着库文件所在的目录。
第 5 行，使用 export 来导出上面这些环境变量，相当于声明一些“全局变量”。
第 7 行，使用 mount 命令来挂载所有的文件系统，这些文件系统由文件/etc/fstab 来指定，
所以我们一会还要创建/etc/fstab 文件。
第 8 和 9 行，创建目录/dev/pts，然后将 devpts 挂载到/dev/pts 目录中。
第 11 和 12 行，使用 mdev 来管理热插拔设备，通过这两行，Linux 内核就可以在/dev 目录
下自动创建设备节点。关于 mdev 的详细内容可以参考 busybox 中的 docs/mdev.txt 文档。
2、创建/etc/fstab
/etc/fstab主要是配置一些基本的文件系统挂载信息
示例：
#<file system> <mount point> <type> <options> <dump> <pass>
proc /proc proc defaults 0 0
tmpfs /tmp tmpfs defaults 0 0
sysfs /sys sysfs defaults 0 0
<file system>： 要挂载的特殊的设备，也可以是块设备，比如/dev/sda 等等。
<mount point>：挂载点。
<type>：文件系统类型，比如 ext2、ext3、proc、romfs、tmpfs 等等。
<options>：挂载选项，在 Ubuntu 中输入“man mount”命令可以查看具体的选项。一般使
用 defaults，也就是默认选项，defaults 包含了 rw、suid、 dev、 exec、 auto、 nouser 和 async。
<dump>：为 1 的话表示允许备份，为 0 不备份，一般不备份，因此设置为 0。
<pass>：磁盘检查设置，为 0 表示不检查。根目录‘/’设置为 1，其他的都不能设置为 1，
其他的分区从 2 开始。一般不在 fstab 中挂载根目录，因此这里一般设置为 0。
配置后，重新启动linux，报错就没有了
[ 6.737030] device=eth0, hwaddr=40:a9:22:34:68:68, ipaddr=192.168.31.25, mask=255.255.255.0, gw=192.168.31.1
[ 6.747440] host=192.168.31.25, domain=, nis-domain=(none)
[ 6.753457] bootserver=192.168.31.90, rootserver=192.168.31.90, rootpath=
[ 6.760738] gpio_dvfs: disabling
[ 6.764056] can-3v3: disabling
[ 6.767381] ALSA device list:
[ 6.770363] #0: wm8960-audio
[ 6.819245] VFS: Mounted root (nfs filesystem) readonly on device 0:14.
[ 6.834257] devtmpfs: mounted
[ 6.837956] Freeing unused kernel memory: 532K (80b43000 - 80bc8000)
ls /sys也可以看到驱动device都挂载到sys下
/ # ls sys/
block/ class/ devices/ fs/ kernel/ power/
bus/ dev/ firmware/ fsl_otp/ module/
/proc目录下进程也正常。
/ # cat /proc/
1/ 5/ 87/ driver/ net/
10/ 6/ 88/ execdomains pagetypeinfo
100/ 61/ 89/ fb partitions
101/ 62/ 9/ filesystems self/
102/ 67/ 90/ fs/ softirqs
11/ 68/ 91/ interrupts stat
12/ 69/ 92/ iomem swaps
13/ 7/ 93/ ioports sys/
14/ 70/ 99/ irq/ sysrq-trigger
15/ 71/ asound/ kallsyms sysvipc/
16/ 72/ buddyinfo key-users thread-self/
17/ 73/ bus/ keys timer_list
18/ 74/ cgroups kmsg tty/
19/ 75/ cmdline kpagecount uptime
2/ 76/ config.gz kpageflags version
20/ 77/ consoles loadavg vmallocinfo
21/ 8/ cpu/ locks vmstat
22/ 82/ cpuinfo meminfo zoneinfo
23/ 83/ crypto misc
24/ 84/ device-tree/ modules
3/ 85/ devices mounts
4/ 86/ diskstats mtd
3、/etc/inittab机制
inittab 的详细内容可以参考 busybox 下的文件 examples/inittab。init 程序会读取/etc/inittab
这个文件，inittab 由若干条指令组成。每条指令的结构都是一样的，由以“:”分隔的 4 个段组
成，格式如下：
<id>:<runlevels>:<action>:<process>
简单来说，inittab可以理解为预设一些指令，执行指令时进而执行一些动作。
四个选项的说明如下：
<id>： 每个指令的标识符，不能重复。但是对于 busybox 的 init 来说，<id>有着特殊意义。
对于 busybox 而言<id>用来指定启动进程的控制 tty，一般我们将串口或者 LCD 屏幕设置为控
制 tty。
<runlevels>：对 busybox 来说此项完全没用，所以空着。
<action>：动作，用于指定<process>可能用到的动作。
<process>：具体的动作，比如程序、脚本或命令等。
| action | 作用 |
|---|---|
| sysint | 系统启动完成后，开始初始化，对应sysint的process 会执行一次 |
| respawn | 当respawn对应的process，终止后，会立刻重新执行一次process ，与openwrt的procd守护进程配置类似，也有respawn配置 |
| askfirst | 和 respawn 类似，在运行 process 之前在控制台上显示“Please press Enter to activate this console.”。只要用户按下“Enter”键以后才会执行 process。 |
| wait | 在init过程，要等wait对应的process执行完成后，才继续init |
| once | 仅执行一次，而且不会等待 process 执行完成 |
| restart | 当执行重启的时候才会执行 process |
| ctrlaltdel | 键盘按下ctrl + alt + del组合键，触发process执行 |
| shutdown | 系统关机时，执行对应的process |
/etc/inittab 示例：
::sysinit:/etc/init.d/rcS
console::askfirst:-/bin/sh
::restart:/sbin/init
::ctrlaltdel:/sbin/reboot
::shutdown:/bin/umount -a -r 7 ::shutdown:/sbin/swapoff -a
当执行shutdown时，就会执行命令/bin/umount -a -r 7 ::shutdown:/sbin/swapoff -a
至此整个rootfs就完成！完结撒花。
总结
1、rootfs是linux重要的一环，可以通过nfs挂载，或直接在存储空间挂载。
2、rootfs启动后，需要经历几个阶段，linuxrc、/etc/inittab、/etc/init.d/rcS、/etc/fstab。需要了解三个文件的作用，inittab保存一些<动作:执行>指令的绑定,rcS启动后自动执行，配置一些环境变量，或添加自定义启动程序，类似/etc/rc.local。 fstab是配置基本的文件系统、tmpfs、proc、sysfs等
3、制作rootfs可以通过busybox，或直接用buildroot制作。
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- 使用rest_framework的routers模块添加路由