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linux最小系統的製作（嵌入式第一節課）

阿新 • • 發佈：2019-01-26

準備工作

硬體工具：
電腦(安裝了linux虛擬機器(UBuntu或者CentOS)，需要提供一個平臺環境)
一塊板子(我這裡是使用訊為提供的Cortex-A9 4412精英板)

軟體工具：
1.busybox
2.linux_tools.tgz
3.arm-linux-gcc編譯器

busybox介紹

Busybox工具(https://busybox.NET/)：目前的最新版本是:busybox-1.27.2.tar.bz2（2017年8月17日）
Busybox工具就是一個集成了100多個Linxu常用命令和工具的軟體，可以稱為Linux裡面的瑞士軍刀吧，它是開源的，同時在不斷更新，我們接下來就是用它來搭建我們的最小Linux系統。
網址：

https://busybox.net/

BusyBox combines tiny versions of many common UNIX utilities into a single small executable. It provides replacements for most of the utilities you usually find in GNU fileutils, shellutils, etc. The utilities in BusyBox generally have fewer options than their full-featured GNU cousins; however, the options that are included provide the expected functionality and behave very much like their GNU counterparts. BusyBox provides a fairly complete environment for any small or embedded system.

百度機器翻譯：BusyBox結合許多常見的UNIX工具小版本到一個單一的小的可執行檔案。它提供了你最經常發現在GNU FileUtils，shellutils公用事業等替代，BusyBox的事業通常比功能齊全的GNU的表兄弟更少的選擇；然而，選項，包括提供預期的功能和行為很像他們的GNU同行。BusyBox為小或嵌入式系統提供了比較完善的環境。
板子板執行一個完整的作業系統需要四個檔案“u-boot-iTOP-4412.bin”，“zImage”，“ramdisk-uboot.img”，“system.img”，檔案“u-boot-iTOP-4412.bin”不用燒寫，出廠前就有的，是通用的。如果你是不同板子估計也有類似東西。

下載解壓busybox

進入網址網址：https://busybox.net/ 官網下載busybox
這裡寫圖片描述
下載好的busybox-1.27.2.tar.bz2拷貝到ubuntu系統的/home/minilinux下：我用的是virtualbox 裝的ubantu16.04，拷貝檔案用的共享資料夾。接下來解壓它，

sudo tar -xvf busybox-1.27.2.tar.bz2

這裡寫圖片描述

解壓成功，cd到該資料夾裡

cd busybox-1.27.2/

配置busybox

下面開始配置Busybox:

make menuconfig

進入失敗可能是沒有sudo，沒有安裝gcc編譯器，沒有安裝ncurses-devel.在ubuntu中ncurses-devel的名字叫libncurses5-dev
解決方法

sudo apt-get install gcc
sudo apt-get install gcc-c++
sudo apt-get install libncurses5-dev
sudo make menuconfig

配置之前 su root進入root省去不少麻煩。
這裡寫圖片描述

選中Busybox Settings，然後按回車進入到Busybox Settings 介面，如下圖：
這裡寫圖片描述
在Busybox Settings 配置選項裡面需要修改兩個地方，第一個是Build Optiions-> CrossCompiler prefix,它是指定用什麼編譯器來編譯Busybox，選中Build Options 如下圖：

這裡寫圖片描述
按回車，進入到Build Options 配置介面，選中Build Options 配置介面的Cross Compiler prefix然後回車；如下圖：
這裡寫圖片描述
輸入使用的交叉編譯工具arm-none-linux-gnueabi-，如下圖：
這裡寫圖片描述
按回車返回到Build Options 配置介面，這時可以看到剛才設定的交叉編譯工具，如下圖：
這裡寫圖片描述
使用鍵盤的左右按鍵選中Exit，並且回車，如下圖：

這裡寫圖片描述

回到Busybox Settings 設定介面，如下圖：
這裡寫圖片描述
選中Installation Options ，然後按回車，進入Installation Options 配置介面,如下圖：
這裡寫圖片描述
選中BusyBox installation prefix 如上圖所示，然後按回車進入BusyBox installationprefix 配置介面（這個介面是設定編譯完Busybox，把最終生成的二進位制檔案安裝到哪個目錄下面），修改為../system
（最終生成的二進位制檔案會安裝到當前目錄的上一級目錄下的system 目錄裡面)，如下圖：
這裡寫圖片描述
回車，回到上一介面Busybox Settings：
接下來繼續Tab鍵選擇Exit，然後按回車，返回到Busybox Configuration：
繼續使用鍵盤向右的方向鍵移動游標到“Exit”，然後回車選擇yes儲存：
這裡寫圖片描述
沒有報錯的情況下，結果是這個
這裡寫圖片描述
報錯的原因一般是沒有安裝arm-linux-gcc編譯器。
安裝安裝arm-linux-gcc編譯器教程我下期再說，因為單單安裝arm-linux-gcc編譯器需要很長篇幅。

編譯busybox

下面我們繼續吧，接下來是編譯和安裝Busybox了，因為前面我們花了那麼久終於配置好了：
busybox-1.27.2目錄下執行: make

編譯報錯：
這裡寫圖片描述

解決方法
MTD_FILE_MODE_RAW在/usr/include/mtd/mtd-abi.h中定義，於是將/usr/include/mtd/mtd-abi.h拷貝到busybox的include檔案中，然後在nandwrite.c檔案中包含該標頭檔案

cd /usr/include/mtd/
sudo cp mtd-abi.h /home/minilinux/busybox-1.27.2/include 
(配圖沒有給許可權sudo，普通使用者需要許可權執行cp，root使用者不用)

這裡寫圖片描述

到/busybox-1.27.1/miscutils下找到nandwrite.c
編輯nandwrite.c的程式碼

cd /home/minilinux/busybox-1.27.2/miscutils
vim nandwrite.c或者是 gedit nandwrite.c

新增標頭檔案#include “mtd-abi.h” 儲存並關閉
注意 #include “mtd-abi.h” 的位置順序，in出路標頭檔案順序不能錯，#include “mtd-abi.h” 在中間

這裡寫圖片描述
三個#include順序必須與上圖一樣，順序不一樣還是錯誤。比如三行include讓#include “mtd-abi.h”加到最後還是出錯，需要加到中間。

cd .. 然後繼續make 編譯
繼續報錯：util-linux/blkdiscard.c: In function ‘blkdiscard_main’:
這裡寫圖片描述
解決辦法：
BLKSECDISCARD在/usr/include/linux/fs.h中定義，方法如上所述，將/usr/include/linux/fs.h拷貝到busybox的include資料夾中，然後修改util-linux/blkdiscard.c中標頭檔案包含：

cd /usr/include/linux/
sudo cp fs.h /home/minilinux/busybox-1.27.2/include

這裡寫圖片描述
退回目錄cd .. 執行make ，重新編譯
接著繼續出錯
這裡寫圖片描述
解決辦法：
make menuconfig
Linux System Utilities—>nsenter，去掉該選項，重新編譯make。
這裡寫圖片描述

重新編譯，媽的智障，又雙叒叕出錯了。
這裡寫圖片描述

解決辦法：和前面很類似了，其實這些錯誤我們應該會很熟悉的，都是這些亂七八糟的錯誤，慢慢解決就好：

make menuconfig
Coreutils—>sync選項去掉，儲存退出，
make重新編譯
這裡寫圖片描述
編譯成功，鬆一口氣。別高興太早，還沒結束呢，後面還有好多步驟呢。

安裝生成system

接下來我們需要把編譯生成的二進位制檔案安裝到剛才我們指定的../system 目錄裡面，
使用命令“make install”命令安裝二進位制檔案到“../system”目錄。
這裡寫圖片描述

root@zzz:/home/minilinux/busybox-1.27.2# cd ..
root@zzz:/home/minilinux# ls
busybox-1.27.2  busybox-1.27.2.tar.bz2  system
root@zzz:/home/minilinux# cd system/
root@zzz:/home/minilinux/system# ls
bin  linuxrc  sbin  usr
root@zzz:/home/minilinux/system#

完善最小系統

接下來開始很關鍵的完善最小Linux系統：
首先製作的檔案系統還需要dev,etc,lib,mnt,proc,sys,tmp,var 資料夾，使用命令“mkdir dev etc lib mnt proc sys tmp var”
建立上述所有目錄，然後ls檢視：

root@zzz:/home/minilinux/system# mkdir dev etc lib mnt proc sys tmp var
root@zzz:/home/minilinux/system# ls
bin  dev  etc  lib  linuxrc  mnt  proc  sbin  sys  tmp  usr  var
root@zzz:/home/minilinux/system#

cd到剛剛建立的etc下，在etc 目錄下使用命令vim建立eth0-setting 檔案，並在eth0-setting 檔案裡輸入下面的內容：

IP=192.168.1.230
Mask=255.255.255.0
Gateway=192.168.1.1
DNS=192.168.1.1
MAC=08:90:90:90:90:90

修改許可權755

chmod 755 eth0-setting

同理，在etc目錄下建立init.d目錄，並且cd到init.d下面去，在init.d 目錄下面建立ifconfig-eth0 檔案：

[[email protected] etc]# mkdir init.d  
[[email protected] etc]# cd init.d/  
[[email protected] init.d]# vim ifconfig-eth0  
#!/bin/bash  
echo -n Try to bring eth0 interface up......>/dev/ttySAC2  
if [ -f /etc/eth0-setting ]  
        then  
                source /etc/eth0-setting  
                if grep -q "^/dev/root / nfs " /etc/mtab  
                        then  
                                echo -n NFS root ... > /dev/ttySAC2  
                else  
                        ifconfig eth0 down  
                        ifconfig eth0 hw ether $MAC  
                        ifconfig eth0 $IP netmask $Mask up  
                        route add default gw $Gateway  
                fi  

                echo nameserver $DNS > /etc/resolv.conf  
else  
        if grep -q "^/dev/root / nfs " /etc/mtab   
                then  
                        echo -n NFS root ... > /dev/ttySAC2  
        else  
                /sbin/ifconfig eth0 192.168.1.106 netmask 255.255.255.0 up  
        fi  
fi  

echo Done > /dev/ttySAC2

把它們的許可權修改為755。

chmod 755  ifconfig-eth0

同理，再次在init.d目錄下面建立rcs檔案：


#! /bin/sh  
PATH=/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/usr/local/bin:  
runlevel=S  
prevlevel=N  
umask 022  
export PATH runlevel prevlevel  

#  
#       Trap CTRL-C &c only in this shell so we can interrupt subprocesses.  
#  
trap ":" INT QUIT TSTP  
/bin/hostname iTOP-4412  

#/bin/mount -n -t proc none /proc  
#/bin/mount -n -t sysfs none /sys  
#/bin/mount -n -t usbfs none /proc/bus/usb  
#/bin/mount -t ramfs none /dev  
[ -e /proc/1 ]    || /bin/mount -n -t proc  none /proc  
[ -e /sys/class ] || /bin/mount -n -t sysfs none /sys  
[ -e /dev/tty ]   || /bin/mount    -t ramfs none /dev  

echo /sbin/mdev > /proc/sys/kernel/hotplug  
/sbin/mdev -s  
"rcS" 70L, 1898C                                              1,1          頂端  
#! /bin/sh  
PATH=/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/usr/local/bin:  
runlevel=S  
prevlevel=N  
umask 022  
export PATH runlevel prevlevel  

#  
#       Trap CTRL-C &c only in this shell so we can interrupt subprocesses.  
#  
trap ":" INT QUIT TSTP  
/bin/hostname iTOP-4412  

#/bin/mount -n -t proc none /proc  
#/bin/mount -n -t sysfs none /sys  
#/bin/mount -n -t usbfs none /proc/bus/usb  
#/bin/mount -t ramfs none /dev  
#! /bin/sh  
PATH=/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/usr/local/bin:  
runlevel=S  
prevlevel=N  
umask 022  
export PATH runlevel prevlevel  

#  
#       Trap CTRL-C &c only in this shell so we can interrupt subprocesses.  
#  
trap ":" INT QUIT TSTP  
/bin/hostname iTOP-4412  

#/bin/mount -n -t proc none /proc  
#/bin/mount -n -t sysfs none /sys  
#/bin/mount -n -t usbfs none /proc/bus/usb  
#/bin/mount -t ramfs none /dev  
[ -e /proc/1 ]    || /bin/mount -n -t proc  none /proc  
[ -e /sys/class ] || /bin/mount -n -t sysfs none /sys  
[ -e /dev/tty ]   || /bin/mount    -t ramfs none /dev  

echo /sbin/mdev > /proc/sys/kernel/hotplug  
/sbin/mdev -s  
#/bin/hotplug  
# mounting file system specified in /etc/fstab  
mkdir -p /dev/pts  
mkdir -p /dev/shm  
/bin/mount -n -t devpts none /dev/pts -o mode=0622  
/bin/mount -n -t tmpfs tmpfs /dev/shm  
#/bin/mount -n -t ramfs none /tmp  
#/bin/mount -n -t ramfs none /var  
mkdir -p /var/empty  
mkdir -p /var/log  
mkdir -p /var/log/boa  
mkdir -p /var/lock  
mkdir -p /var/run  
mkdir -p /var/tmp  

ln -sf /dev/ttyS2 /dev/tty2  
ln -sf /dev/ttyS2 /dev/tty3  
ln -sf /dev/ttyS2 /dev/tty4  

syslogd  
/etc/rc.d/init.d/netd start  
echo "                        " > /dev/tty1  
echo "Starting networking..." > /dev/tty1  
#sleep 1  
#/etc/rc.d/init.d/httpd start  
#echo "                        " > /dev/tty1  
#echo "Starting web server..." > /dev/tty1  
#sleep 1  
#/etc/rc.d/init.d/leds start  
#echo "                        " > /dev/tty1  
#echo "Starting leds service..." > /dev/tty1  
#echo "                        "  
#sleep 1  

#echo "*************************************" > /dev/ttySAC2  
#echo "     http://www.topeet.com.cn        " > /dev/ttySAC2  
#echo "*************************************" > /dev/ttySAC2  
#echo "*************************************"   
#echo "     http://www.topeet.com.cn        "   
#echo "*************************************"   


mkdir /mnt/disk  

sleep 1  
/sbin/ifconfig lo 127.0.0.1  
/etc/init.d/ifconfig-eth0

修改許可權755
在etc 目錄下建立rc.d目錄：
cd進入rc.d目錄下，建立init.d目錄，cd到init.d目錄下：
在此時init.d目錄下建立netd檔案

[[email protected] init.d]# vim netd   
#!/bin/sh  

base=inetd  

# See how we were called.  
case "$1" in  
  start)  
                /usr/sbin/$base  
        ;;  
  stop)  
        pid=`/bin/pidof $base`  
        if [ -n "$pid" ]; then  
                kill -9 $pid  
        fi  
        ;;  
esac  

exit 0

和前面一樣修改許可權為755
接下來cd ../../../返回到system目錄下面：
cd到lib目錄下面：
因為使用的交叉編譯環境和編譯核心的相同，所以編譯器是/home/minilinux/arm-2009q3，（編譯器arm-2009q3是拷貝過去的）
Busybox 編譯生成的二進位制檔案十一動態連結庫的形式執行，所以我們需要拷貝編譯器裡面的
庫檔案到lib 目錄，使用下面的命令：
“cp /usr/local/arm/arm-2009q3/arm-none-linux-gnueabi/libc/lib/* ./” 

cp /usr/local/arm/arm-2009q3/arm-none-linux-gnueabi/libc/lib/* ./

這裡寫圖片描述

即從arm-linux-gcc編譯器庫裡把所有庫檔案/*拷貝庫到最小系統lib庫(system/lib)裡面。
拷貝完成後返回到system目錄，cd到var目錄：
使用“mkdir lib lock log run tmp”命令在var 目錄下建立lib，lock，log，run，
tmp 五個目錄:

mkdir lib lock log run tmp

到此，檔案系統所需檔案都建立好了，cd回到system目錄的上一級目錄：
這裡寫圖片描述

到了這一步，製作好的資料夾“system”，可以在視訊教程對應的目錄下找到。如果發現
後面的操作命令出現了問題，可以對照著修改檔案，看看問題出在什麼地方。

打包和編譯

打包工具 make_ext4fs 可以檔案系統製作成二進位制檔案，先來安裝一下 make_ext4fs 工
具。這個工具是在第一步準備工作的網盤裡“linux_tools.tgz”壓縮檔案。
拷貝壓縮包“linux_tools.tgz”到 Ubuntu 系統的“/”目錄下，注意目錄是“/” 。
使用解壓命令“tar -vxf linux_tools.tgz”解壓 。

tar -vxf linux_tools.tgz

這裡寫圖片描述
安裝好打包編譯工具“make_ext4fs”之後。
使用命令“cd /home/minilinux/”進入目錄“/home/minilinux/”，
使用命令“make_ext4fs -s -l 314572800 -a root -L linux system.img system”生成 system.img檔案系統映象 。

cd /home/minilinux/
make_ext4fs -s -l 314572800 -a root -L linux system.img system

報錯：
這裡寫圖片描述
解決方法：安裝lib32stdc++6

apt-get install lib32stdc++6

然後在/home/minilinux下重新輸入

make_ext4fs -s -l 314572800 -a root -L linux system.img system

這裡寫圖片描述
接著可以使用 ls 命令檢視一下生成的 system.img 。
到此為止，已經完成了 linux 最小檔案系統的製作 。
撒花！

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