使用busybox制作rootfs

 

1  获取源码解压

从busybox的官方主页http://www.busybox.net ,下载busybox的源码,目前最新的版本为busybox-1.13.3.tar.bz2

#tar –jvxf busybox-1.13.3.tar.bz2

进入解压后的busybox源码目录

#cd busybox-1.13.3

2  配置busybox

步骤跟编译linux内核时很像

#make menuconfig

出现一个图形界面,选择Busybox Settings,这里可以对编译、安装以及调试等模式进行配置。

然后选择Build Options,对交叉编译器以及编译方式进行配置。

其中的第一项是Build Busybox as a static binary(no shared libs),如果选择上,则busybox将以静态形式进行编译,否则将以动态方式编译。此外,还需要对交叉编译环境进行配置,选择其中的Cross Compiler Perfix,输入交叉编译器的前缀,我们的嵌入式平台上使用的是arm-uclinux-linux的交叉编译工具。

这里我们先选择静态编译,动态方式的稍后再讲,注意Build with Large File Support (for accessing files > 2 GB)不要选(默认是选上的),否则编译后会出现如下错误:

miscutils/lib.a(readahead.):In function ‘readahead_main’

readahead.(.text.readahead_main+0×70):undefined reference to ‘readahead’

collect2:ld returned 1 exit status

make :***[busybox_unstripped ]Error 1

 

3         编译busybox

#make

4         安装busybox

#make install

可以采用perfix参数安装到指定目录下,格式为:make install prefix=xxx目录,如果不特别指定,将默认在busybox源码目录下生成一个_install目录。到此,busybox基本上可以功成身退 了。我们需要的就是busybox编译出来的这个_install目录。

进入_install目录,可以看到一共有3个目录和一个文件,分别是:bin、sbin和usr目录以及linuxrc文件。

在对这几个目录进行说明之前,先简单介绍一下编译生成的busybox可执行文件,它存在于bin目录下。Busybox使用了带参的main 函数:int main(int argc,char *argv[]),在这个定义中,argc是传递进来的参数的个数(参数数量),而argv是一个字符串数组,代表从命令行传递进来的参数。argv的索 引0是命令行调用的程序名。可以在bin目录下进行如下操作:

#busybox pwd(注意,busybox这个可执行文件不需要加./)

当为一个可执行程序创建符号链接后,在执行这个符号链接时,就可以获取到这个符号链接的名字。而busybox正是使用符号链接的方式使一个可 执行程序看起来像很多程序一样。对于busybox中包含的每个工具来讲,都会创建一个符号链接,这样就可以使用这些符号链接来调用busybox了。然 后busybox接着根据argv[0]的值来调用内部工具。

下面分别对install目录下的几个文件进行一些说明。

Ø        bin包含用户工具,其中,busybox可执行文件就在这个目录 下,该目录下其他所有文件都是指向busybox的符号链接

Ø        sbin目录包含操作系统工具,同样也指向busybox。

Ø        linuxrc是一个链接文件,指向busybox。

5         添加etc目录及基本配置文件

参考一个正常的linux系统将会发现,此时busybox建立的文件系统还缺少很多文件。如果用这个作为文件系统,将是无法运行的。生成这些 配置可以选择的方法有2种,一种是直接从一个正常运行的系统中拷贝,另一种是借助于busybox的examples。显然,选择第二种会容易的多,我们 直接拷贝examples/bootfloopy/etc到install目录下。

#cp –a ../examples/bootfloppy/etc/ .

然后可以看看etc目录下的文件,一共有3个目录和文件,下面逐一对以上几个文件进行分析和说明。

Ø        inittab文件:系统启动后访问的第一个脚本文件,后续启动的文 件都由它指定。下面看一下busybox中原始的inittab文件内容:

::sysint:/etc/init.d/rcS

::respawn:-/bin/sh

tty2::askfirst:-/bin/sh

::ctrlaltdel:/bin/umount –a -r

其中第一行指定系统的启动脚本为/etc/init.d/rcS

第二行指定打开一个登录会话

第三行指定在第三个虚拟终端打开一个无须登录验证的shell

第四行指定了当按下ctrl+alt+del组合键时的执行命令

Ø        fstab文件:定义了文件系统的各个“挂载点”,需要与实际的系统 相配合。默认的fstab文件内容为:

proc   /proc proc defaults 0 0

其他的根据需要再进行添加,比如devpts  /dev/pts devpts defaults 0 0就是为UNIX PTYs准备的,后面讲telnetd时要用到。

Ø        profile文件:终端登陆之后首先运行的脚本。

 

6         添加dev目录及基本设备文件

调试时要通过串口发送消息到终端显示。因此串口控制台和终端2个设备文件是必不可少的。

#mkdir dev

#mknod dev/console c 5 1

#mknod dev/ttyAMA0 c 204 64

在启动参数中,设置console=ttyAMA0

7         添加其他常用目录

可以选择home、root、proc、mnt、lib、var、opt、tmp。

此时,一个基本的文件系统的功能就已经完成了。可以采用NFS进行调试。但是,此时你可能会遇到如下问题,系统登录后终端上会不断打印:

cannot open /dev/ttyS2:No such file or directory.

原因出在/etc目录下的inittab文件,我们看一下其内容:

::sysint:/etc/init.d/rcS

::respawn:-/bin/sh

tty2::askfirst:-/bin/sh

::ctrlaltdel:/bin/umount –a -r

这条语句表示在第3个虚拟终端打开一个无须登录验证的shell。而我们之前没有建立这个tty2设备,因此会出错。解决的办法有2个:一是屏 蔽该语句,二是建立该设备节点。我们选择将其屏蔽。

8         相关问题

8.1      使用动态方式编译 busybox

进入Build Options时,不要选择Build Busybox as a static binary,其他所有操作步骤跟静态编译一样,你会发现这样建立的文件系统无法启动,终端上打印出如下消息:

Kernel panic-not synving:No init found. Try passing init=option to kernel.

为什么会出现这种问题呢?这就得回到两种编译方式的特点上来。静态编译时是将所用到的库文件一起编译了进去,而动态编译时是在需要时才调用相应 的库。我们选择动态编译后,没有添加任何库文件就运行,显然是会出错的。那么如何查看busybox可执行文件里使用的库呢。Readelf这个工具提供 了解决办法。使用如下命令,参数d表示将文件中所有的动态部分予以显示。

# arm-uclibc-linux-readelf -d busybox 

Dynamic section at offset 0xca014 contains 18 entries:

  标记        类型                         名称/值

 0×00000001 (NEEDED)                     共享库: [libm.so.0]

 0×00000001 (NEEDED)                     共享库: [libc.so.0]

 0×0000000c (INIT)                       0xbe24

 0×0000000d (FINI)                       0xb2054

 0×00000004 (HASH)                       0×80e8

 0×00000005 (STRTAB)                     0xa500

 0×00000006 (SYMTAB)                     0×8b70

 0×0000000a (STRSZ)                      3259 (bytes)

 0×0000000b (SYMENT)                     16 (bytes)

 0×00000015 (DEBUG)                      0×0

 0×00000003 (PLTGOT)                     0xda0cc

 0×00000002 (PLTRELSZ)                   3040 (bytes)

 0×00000014 (PLTREL)                     REL

 0×00000017 (JMPREL)                     0xb244

 0×00000011 (REL)                        0xb1bc

 0×00000012 (RELSZ)                      136 (bytes)

 0×00000013 (RELENT)                     8 (bytes)

 0×00000000 (NULL)                       0×0

从上面的结果中,我们可以看到,busybox这个程序使用到了libm.so.0和libc.so.0两个库文件,实际上这是2个符号链接, 分别指向libc-0.9.28.so和libuClibc-0.9.28.so。将以上四个文件分别拷贝到lib目录下。按理说,这样应该就可以了,但 是仍然无法正常运行。显示的错误信息和刚刚没加库之前一样。可能的原因有2种:一是库文件没有添加全,二是库文件没有正确被加载。根据readelf显示 的结果应该不是第一种原因。那么到底为什么没被正确加载呢?原来库文件的加载,还需要一个共享库加载器。找到对应的文件ld-uClibc- 0.9.28.so和ld-uClibc.so.0添加到lib目录下后。运行正常。

8.2      终端登录用户验证功 能添加

需要在etc目录下增加passwd、group和shadow(在编译busybox时如果不选择shadow功能将不需要这个文件)3个文 件。

生成这3个文件的方法有:

Ø        手动生成,按照格式规范自己编写内容;

Ø        通过busybox提供的工具adderuser自动生成

8.2.1        手动方式

首先我们介绍一下如何手动添加。以增加root用户为例,增加passwd文件,其内容为:

#cat passwd

root:x:0:0:root:/root:/bin/sh

同时,此时要确定root目录已经存在。

passwd一共由7个字段组成,6个冒号将其隔开。它们的含义分别为:

1     用户名

2     是否有加密口令,x表示有,不填表示无,采用MD5、DES加密。

3     用户ID

4     组ID

5     注释字段

6     登录目录

7     所使用的shell程序

增加group文件,其内容为:

#cat group

root:x:0:

Group一共由4个字段组成,3个冒号将其隔开,它们的含义分别为:

1     组名

2     是否有加密口令,同passwd

3     组ID

4     指向各用户名指针的数组

由于busybox默认启动了shadow模式,因此需要增加shadow文件,其内容为:

#cat shadow

root:$1$3jZ93Mwq$oaeef6lWIuThavs8wD0Wh1:0:0:99999:7:::

shadow一共由9个字段组成,8个冒号将其隔开,它们的含义分别为:

1     用户名

2     加密后的口令,若为空,表示该用户不需要口令即可登陆,若为*号,表示该账号被禁用。 上面的表示的是123456加密后的口令。

3     从1970年1月1日至口令最近一次被修改的天数

4     口令在多少天内不能被用户修改

5     口令在多少天后必须被修改(0为没有修改过)

6     口令过期多少天后用户账号被禁止

7     口令在到期多少天内给用户发出警告

8     口令自1970年1月1日被禁止的天数

9     保留域

这里强调一下shadow文件的由来。/etc/passwd文件对系统的所有用户都是可读的,这样的好处是每个用户都知道系统上有哪些用户, 但缺点是其他用户的口令容易受到***,尤其是当口令较简单时。所以一些linux系统中使用到了影子口令文件shadow,将用户的口令存储在另一个文件 /etc/shadow中,该文件只有根用户root可读,大大提高了安全性。

不过,采用这种手动添加文件的方法有一个缺陷,就是如果要为用户设置登陆口令的话,shadow文件中必须填写加密后的口令,而这个加密算法我 们又不知道,即使知道,要经过转换后再添加,比较麻烦。此时,不妨试一下第二种方法。

8.2.2        自动方式

自动生成是使用了busybox提供的adduser工具和passwd工具。

在文件系统正常运行起来后,使用adduser命令,使用方法为:

#adduser root

然后就会在etc目录下自动生成passwd 、group和shadow3个文件。但是运行该命令后会打印出如下消息:

passwd:unknown uid 0

这表示不能为该用户设置密码,此时你会发现要passwd命令也无法使用。

解决的办法是,打开passwd文件,其内容为:

root:x:1000:1000:Linux User…:/home/root:/bin/sh

将用户ID和组ID均更改为0

打开group文件,其内容为:

root:x:1000:

同样将组ID改为0

然后,passwd命令就可以正常使用了。这时为root用户设置口令:

#passwd root

根据提示输入密码。其中,root用户登陆后的目录可以手动进行更改。

8.3      telnetd功能 添加

busybox默认已经添加了对telnetd和telnet功能的支持,只需要完成一些相关的设置工作就可以启动这2个功能了。

Ø          创建/dev/pts目录

Ø        在/etc/fstab中添加如下信息,挂载devpts文件系统

devpts /dev/pts devpts defaults 0 0

Ø        在/dev目录下增加ptmx设备文件:

#mknod ptmx c 5 2

Ø        在rcS文件中添加如下脚本,启动telnetd

if [ -x /usr/sbin/telnetd ] ;

then

        telnetd&

fi

Ø        在/dev目录下增加null设备文件,否则上述脚本运行时会出错: 提示找不到null文件。

#mknod null c 1 3

此时,telnetd功能开机就可以启动了。

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