从源码编译linux内核并运行一个最小的busybox文件系统

news2024/11/19 1:36:53

从源码编译linux内核并运行一个最小的busybox文件系统

环境基础：

开发环境：ubuntu 18.04
linux源码版本：linux-4.9.229
busybox源码版本：busybox-1.30.0
qemu-system-x86_64版本：2.0.0

这篇文章将按照如下4个步骤来完成整体过程：

1.下载linux并编译linux内核源码
2.编译busybox并制作一个最小的根文件系统
3.qemu启动你编译好的内核和根文件系统

1.下载linux并编译linux内核源码：
可以随便选取一个：
我选择的版本是：4.9.229 ：

wget https://cdn.kernel.org/pub/linux/kernel/v4.x/linux-4.9.229.tar.xz

1.1、指定硬件体系结构：
由于我们的开发环境是ubuntu18.04的x86_64位，我们可以将硬件的体系结构直接设置为x86，这样
就省去了我们安装编译器的过程：(如果你要使用ARM/MIPS架构，则指定ARCH=arm且需要安装交叉编译器)

export ARCH=x86

1.2、配置board config,此处配置为 x86_64_defconfig:

make  x86_64_defconfig

1.3、配置内核：
这一步其实是对第2步的菜单进行微调，我们需要内核支持ramdisk驱动，所以需要选中如下配置：

General setup  --->

       ----> [*] Initial RAM filesystem and RAM disk (initramfs/initrd) support

    Device Drivers  --->

       [*] Block devices  --->

               <*>   RAM block device support

               (65536) Default RAM disk size (kbytes)

1.4、编译内核：

make

编译成功后的内核位于：arch/x86_64/boot/bzImage 。

2.编译busybox并制作一个最小的根文件系统：

2.1.下载buysbox源码：

我使用的版本是busybox-1.30.0

wget https://busybox.net/downloads/busybox-1.30.0.tar.bz2

2.2.配置buysbox源码：
在这里我们把busybox配置为静态编译，这样busybox在运行的时候就不需要额外的动态链接库了。

# make menuconfig

Busybox Settings  --->
      Build Options  --->
            [*] Build BusyBox as a static binary (no shared libs)

2.3.编译安装：

make && make install

2.4.文件系统补充：
编译完成后的busybox就安装在源码根目录下的_install目录了，我们进入_install目录，补充一些必要的文件或目录，如下：(相关操作含义不多加赘述)

# mkdir etc dev mnt
# mkdir -p proc sys tmp mnt
# mkdir -p etc/init.d/
# vim etc/fstab
proc        /proc           proc         defaults        0        0
tmpfs       /tmp            tmpfs        defaults        0        0
sysfs       /sys            sysfs        defaults        0        0

# vim etc/init.d/rcS
echo -e "Welcome to dazaiLinux"
/bin/mount -a
echo -e "Remounting the root filesystem" 
mount  -o  remount,rw  /
mkdir -p /dev/pts
mount -t devpts devpts /dev/pts
echo /sbin/mdev > /proc/sys/kernel/hotplug
mdev -s

# chmod 755 etc/init.d/rcS
# vim etc/inittab
::sysinit:/etc/init.d/rcS
::respawn:-/bin/sh
::askfirst:-/bin/sh
::ctrlaltdel:/bin/umount -a -r 
# chmod 755 etc/inittab

# cd dev
# mknod console c 5 1
# mknod null c 1 3
# mknod tty1 c 4 1

2.5.制作根文件系统镜像文件：
思路：
1.先制作一个空的镜像文件；
2.然后把此镜像文件格式化为ext3格式；
3.然后把此镜像文件挂载，并把根文件系统复制到挂载目录；
4.卸载该镜像文件。
5.打成gzip包。

我们可以写一个简易的脚本来完成上述操作：

#!/bin/bash
rm -rf rootfs.ext3
rm -rf fs
dd if=/dev/zero of=./rootfs.ext3 bs=1M count=32
mkfs.ext3 rootfs.ext3
mkdir -p fs
mount -o loop rootfs.ext3 ./fs
cp -rf ./_install/* ./fs
umount ./fs
gzip --best -c rootfs.ext3 > rootfs.img.gz

最终生成的文件系统镜像名字为：rootfs.img.gz
执行完上述操作之后，一个最小的，完整的可以被内核启动的文件系统就完成了。

3.qemu启动你编译好的内核和根文件系统：

在完成上述的2步就绪操作后，我们已经准备好了内核和文件系统镜像，幸福的一刻马上来临：
在没有开发板的情况下，我们通过qemu模拟器启动我们自己编译的内核和文件系统：
(这种方式好处在于：如果启动不起来，那就不能甩锅给硬件了。。。。)

qemu-system-x86_64 \
  -kernel ./linux-4.9.229/arch/x86_64/boot/bzImage  \
  -initrd ./busybox-1.30.0/rootfs.img.gz   \
  -append "root=/dev/ram init=/linuxrc"  \
  -serial file:output.txt