用busybox制作自己的rootfs

最新推荐文章于 2024-10-14 18:15:39 发布

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#操作系统工具 #加密 #终端 #工具 #build #linux内核

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本文详细介绍BusyBox的编译过程、配置步骤以及如何构建一个基本的文件系统。包括源码下载、配置选项、编译安装、添加配置文件、设备文件创建等内容。

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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