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
9.
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
9.
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
9.
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：

• 用户名
• 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。
• 从1970年1月1日至口令最近一次被修改的天数
• 口令在多少天内不能被用户修改
• 口令在多少天后必须被修改（0为没有修改过）
• 口令过期多少天后用户账号被禁止
• 口令在到期多少天内给用户发出警告
• 口令自1970年1月1日被禁止的天数
• 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攻击，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
9.
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
9.
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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