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秘胤滕
5 years ago
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1 用 Busybox 制作嵌入式 Linux 根文件系统 Use Busybox to Make Embedded Root Filesystem ( 曲阜师范大学自动化研究所 ) 邵长彬李洪亮 Shao Changbin Li Hongliang 摘要 : 根文件系统为 Linux 的运行提供最基本的工具库脚本和一些特殊文件的支持 Busybox 是制作嵌入式 Linux 文件系统的快捷工具, 本文通过配置编译安装 Busybox, 以及生成根文件系统映像文件, 介绍了用 Busybox 制作嵌入式 Linux 根文件系统的一般方法关键词 : 嵌入式 Linux, 根文件系统,Busybox 中图分类号 : TP316.2 文献标识码 :A Abstract: Root filesystem affords Linux most basic tools, lib, scripts and some special files. Busybox is a key tool to make embedded Linux filesystems. This paper, through configure, compile and install Busybox, delivers a normal method to make root filesystem. Key words: embedded Linux, root filesystem, Busybox CLC number: TP316.2 Document code: A 1 根文件系统简介根文件系统是存放 Linux 系统所必须的各种工具软件库文件脚本配置文件和其他特殊文件的地方, 也可以包括各种软件包根文件系统一般包括如下内容 : 1) 基本的文件系统结构, 包含一些必须的目录, 比如 :/dev,/proc,/bin,/etc,/lib,/usr, /tmp 2) 基本程序运行所需的库函数, 如 :Glibc/uC-libc 3) 基本的系统配置文件, 如 :rc,inittab 等脚本文件 4) 必要的设备支持文件, 如 :/dev/hd*,/dev/tty,/dev/fd0 5) 基本的应用程序, 如 :sh,ls,cp,mv 等根文件系统的制作就是生成包含上述各种文件的文件系统的过程, 我们可以通过直接拷贝宿主机上交叉编译器处的文件来制作根文件系统, 但是这种方法制作的根文件系统一般过于庞大也可以通过一些工具如 Busybox 来制作根文件系统, 用 Busybox 制作的根文件系统可以做到短小精悍并且运行效率较高 2 Busybox 简介 Busybox 被形象的称为嵌入式 Linux 的瑞士军刀, 它是一个 UNIX 工具集它可提供一百多种 GNU 常用工具 shell 脚本工具等虽然 Busybox 中的这些工具相对于 GNU 提供的完全工具有所简化, 但是它们都很实用 Busybox 的特色是所有命令都编译成一个文件 Busybox, 其他命令工具 ( 如 sh cp ls 等 ) 都是指向 Busybox 文件的连接在使用 Busybox 生成的工具时, 会根据工具的文件名散转到特定的处理程序这样, 所有这些程序只需被加载一次, 而所有的 Busybox 工具组件都可以共享相同的代码段, 这在很大程度上节省了系统的内存资源和提高了应用程序的执行速度 Busybox 仅需用几百 kb 的空间就可以运行, 这使得 Busybox 很适合嵌入式系统使用同时,Busybox 的安装脚本也使得它很容易建立基于 Busybox 的根文件系统通常只需要添加 /dev /etc 等目录以及相关的配置脚本, 就可以实现一个简单的根文件系统 Busybox 源码开放, 遵守 GPL 协议, 最新的版本可以从网站下

2 载它提供了类似 Linux 内核的配置脚本菜单, 很容易实现配置和裁剪, 通常只需要指定编译器即可 3 建立根文件系统结构参考一个正常的 Linux 系统会发现, 只是用 Busybox 建立的文件系统还缺少一些文件因此, 下面的命令用于建立 Linux 系统常见的一些目录, 虽然它们不全是必需的, 但建立它们更符合标准这里,rootfs 为嵌入式 Linux 根文件系统的根目录 #mkdir rootfs #cd rootfs #mkdir bin dev etc lib proc sbin tmp usr var #chmod 1777 tmp #mkdir usr/bin usr/lib usr/sbin #mkdir var/lib var/lock var/log var/run var/tmp #chmod 1777 var/tmp 4 准备链接库 Linux 应用程序的执行离不开共享链接库的支持, 所以需要将其中的一些共享库文件复制到用户目标板的根文件系统的相应位置以下程序用以复制共享链接库及其符号链接 #cd /usr/local/arm/3.4.1/arm-linux/lib /* 共享链接库在宿主机上所在的目录 */ #for file in libc libcrypt libdl libm libpthread libresolv libutil /* 使用 for 循环语句进行复制 */ >do >cp $file-*.so /home/busybox/rootfs/lib /* 复制共享库 */ >cp -d $file.so.[*0-9] /home/busybox/rootfs/lib /* 复制共享库主修订版本的符号链接 */ >done #cp -d ld*.so* /home/busybox/rootfs/lib /* 复制链接器库文件 */ 5 使用 Busybox 制作系统应用程序 5.1 配置 Busybox 本文所用的 Busybox 版本为 Busybox-1.1.3,Busybox 的配置非常简单, 就像配置 Linux 内核一样 #tar zxvf busybox tar.gz #cd busybox #make menuconfig 就会出现如下 Busybox 的配置画面 :

本文 Busybox 的具体配置如下 : Busybox Settings > General Configuration > [*] Support for devfs /* 提供对文件系统的支持 */ Build Options > [*] Build BusyBox as a static binary (no shared libs) /* 将 Busybox 编译为静态连接,

3 本文 Busybox 的具体配置如下 : Busybox Settings > General Configuration > [*] Support for devfs /* 提供对文件系统的支持 */ Build Options > [*] Build BusyBox as a static binary (no shared libs) /* 将 Busybox 编译为静态连接, 减少了启动时查找动态链接库的时间 */ [*] Do you want to build BusyBox with a Cross Compiler? (/usr/local/arm/3.4.1/bin/arm-linux-)cross Compiler prefix /* 指定交叉编译器路径 */ Init Utilities > [*] init [*] Support reading an inittab file /* 支持 init 读取 /etc/inittab 配置文件 */ Shells > Choose your default shell (ash) > /* 选中 ash, 用以生成 bin/sh 文件 */ [*] ash Coreutils > /* 生成各种常用工具 */ [*] cp [*] cat [*] ls [*] mkdir [*] echo (basic SuSv3 version taking no options) [*] env [*] mv [*] pwd [*] rm [*] touch Editors > [*] vi

4 Linux System Utilities > [*] mount [*] umount [*] Support loopback mounts [*] Support for the old /etc/mtab file Networking Utilities > [*] inetd /* 支持 inetd 超级服务器 */ 配置完成后, 会在当前目录下生成一个.config 文件, 这就是我们的配置文件 5.2 编译并安装 Busybox #make TARGET_ARCH=arm PREFIX=/home/busybox/rootfs all install 设置 TARGET_ARCH 为 ARM 架构处理器, PREFIX 指明安装路径, 也就是我们根文件系统所在的路径安装完成后, 会在 rootfs 目录下的 bin, sbin, usr 目录下生成相应的工具文件 6 准备所需的设备文件 /rootfs/dev #mknod /dev/fb0 c 29 0 /* 建立显示器设备文件 */ #mknod /dev/ts c /* 建立触摸屏设备文件 */ #mknod -m 600 console c 5 1 /* 建立控制台设备文件 */ 7 创建启动脚本文件这里的启动脚本为 linuxrc 文件, 这是 Linux 内核挂载根文件系统成功后运行的第一个脚本文件 # vi rootfs/linuxrc #!/bin/sh #echo Hello linux #exec /sbin/init /* 启动 init 进程 */ #chmod 775 linuxrc /* 修改 linuxrc 为可执行权限 */ 8 制作根文件系统映象文件 #mkdir initrd /* 建立一空目录, 用以挂载根文系统映像文件 */ #dd if=/dev/zero of=initrd.img bs=1k count=8192 /* 创建一个空的 8MB 的文件系统映像, 名字为 initrd.img, 并通过 /dev/zero 设备进行初始化清零 */ #/sbin/mke2fs -F -v -m0 initrd.img /* 生成根文件系统的类型是 ext2*/ #mount -o loop initrd.img initrd /* 通过 loop 设备把 initrd.img 映像挂载到空目录 initrd*/ #cp -av /home/busybox/rootfs/* 通过 initrd 把生成的根文件系统的内容拷贝到 initrd.img 映像文件中 */ #umount initrd #gzip -9 initrd.img 最终生成嵌入式 Linux 根文件系统的映像文件为 initrd.img.gz, 是一压缩文件 9 下载映像文件并执行为挂载根文件系统, 在配置 Linux 内核时, 应支持 ramdisk 文件系统, 即把指定的内存区域模拟成磁盘设备并且在启动选项 (Boot options) 里设置 ramdisk 为根文件系统以下命令为通过 Windows 的超级终端工具下载 Linux 内核映像和根文件系统映像到目标板 ( 实

验用的是基于 s3c2410 微处理器的开发板 ) #tftp 30008000 zimage /* 下载 Linux 内核映像到目标板内存,Linux 内核版本为 Linux-2.6.14.1*/ #tftp 30800000 initrd.img.

5 验用的是基于 s3c2410 微处理器的开发板 ) #tftp zimage /* 下载 Linux 内核映像到目标板内存,Linux 内核版本为 Linux */ #tftp initrd.img.gz /* 下载根文件系统映像到目标板内存 */ #go /* 启动目标板 Linux*/ 目标板的嵌入式 Linux 系统启动后在超级终端中显示的结果如下 : 可见用 Busybox 制作的根文件系统已经正常启动 10 结束语本文作者的创新点 : 对用 Busybox 制作嵌入式 Linux 根文件系统进行了归纳和总结, 给出了制作嵌入式 Linux 根文件系统的一般方法, 适用于 ARM 架构处理器的嵌入式系统, 对于其他类型的嵌入式系统的开发也具有一定的参考意义本文给出了制作嵌入式 Linux 根文件系统的详细流程, 并给出了实验结果, 实验表明该方法制作出来的根文件系统是能够可靠运行的参考文献 : [1] 孙纪坤, 张小全. 嵌入式 Linux 系统开发技术详解基于 ARM[M] 北京 : 人民邮电出版社 2006 [2] 孙天泽袁文菊. 嵌入式设计及 Linux 驱动开发指南基于 ARM9 处理器 ( 第 2 版 )[M] 北京 : 电子工业出版社 2007 [3] 嵌入式系统接口设计与 Linux 驱动程序开发 [M] 北京 : 北京航空航天大学出版社 2006 [4] 陈铁军. 嵌入式 Linux2.6 在 s3c2410 上的移植技术探析 [J]. 微计算机信息,2007, 4-2:67-69 [5] Busybox 官方网站作者简介 : 邵长彬 (1976-) 山东汶上人, 曲阜师范大学自动化研究所助教, 硕士, 研究方向 : 嵌入式系统设计 ; 李洪亮 (1966-) 曲阜师范大学教授, 博士, 硕士导师, 研究方向 : 智能控制, 嵌入式系统设计, shaochangbin@126.com Biography: Shao Changbin(1976-), male, native place is Wenshang city Shandong provice, Institue of Automation Qufu Normal University, assistant, research interests in embedded system. 通讯地址 :( 山东曲阜市曲阜师范大学自动化研究所 ) 邵长彬注 : 原文献标识码错误, 原来为 B, 现更正为 A

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<4D6963726F736F667420576F7264202D20C7B6C8EBCABD6C696E7578BBF9B4A1CAB5D1E92E646F63> 嵌入式 linux 基础实验 1 内核配置及编译 1. 进入内核所在目录 /opt/ruiva/xscale/linux-2.6.26 #cd /opt/ruiva/xscale/linux-2.6.26 2. 键入 make menuconfig, 根据需要适当配置内核 #make menuconfig 这里先使用默认的配置,