使用Busybox做一个小巧的Linux操作系统


1.基础知识

    一个操作系统可以简单的抽象为,引导程序 内核 文件系统。

    vmlinuz是Linux 内核的镜像文件,可以被引导程序加载,从而启动Linux系统。

    initrd的全称是boot loader initialized RAM disk,它是系统启动时所使用的根文件系统映像文件,这个文件系统中包含几个驱动模块,用来装载实际的根文件系统,比如一个IDE或SCSI硬盘的驱动模块,内核装入这个模块之后用它来驱动硬盘,挂接硬盘到ramdisk的某个子目录,然后再用其中的pivot_root命令,将硬盘文件系统变成根文件系统,并开始执行init进程,此时init ram disk被umount,寿终正寝。

    由此可见,我们可以用vmlinuz initrd.img做一个文件系同长驻内存的迷你Linux.

    现在进入正题了:

    2.编译内核

    cd /usr/src/……——进入内核源代码目录,没有的话去官方网站,随便下

    make menuconfig——配置编译选项请注意一定加入RAM disk support 和initial RAM disk

    (initrd) support 的支持(在block device中)。另外最好将ext3文件系统编入内核,不要编成模块。配置完毕后保存为。config(默认)

    make bzImage——编译

    在许多内核编译参考中还有

    make modules

    make modules_install两步

    但我们这里没有加入对modules的支持,所以不需要。生成的bzImage文件在usr/src/linux/arch/……/boot中,省略的根据你的机器架构决定,make过程中会有提示,比如我的是x86_64. 注意这个文件非常重要,其实就是我们最终的vmlinuz.

    3.busybox

    busybox是一个集成了一百多个最常用linux命令和工具的软件,它甚至还集成了一个http服务器和一个telnet服务器,而所有这一切功能却只有区区1M左右的大小。我们平时用的那些linux命令就好比是分力式的电子元件,而busybox就好比是一个集成电路,把常用的工具和命令集成压缩在一个可执行文件里,功能基本不变,而大小却小很多倍,在嵌入式linux应用中,busybox有非常广的应用,另外,大多数linux发行版的安装程序中都有busybox的身影,安装linux的时候案ctrl alt F2就能得到一个控制台,而这个控制台中的所有命令都是指向busybox的链接。在我们的迷你Linux中,需要的也正是busybox的命令和工具。

    使用过程中许多高版本都出现编译错误,所以用了一个最原始的版本busybox-1.00

    #cp busybox-1.00.tar.gz /tmp/bunny

    #cd /tmp/bunny

    #tar xvfz busybox-1.00.tar.gz

    #cd busybox-1.00

    #make menuconfig ——编译配置

    下面是需要编译进busybox的功能选项,其他的可以根据需要自选。

    General Configuration应该选的选项

    Show verbose applet usage messages

    Runtime SUID/SGID configuration via /etc/busybox.conf

    Build Options

    Build BusyBox as a static binary (no shared libs)

    这个选项是一定要选择的,这样才能把busybox编译成静态链接的可执行文件,运行时才独立于其他函数库。否则必需要其他库文件才能运行,在单一个linux内核不能使他正常工作。

    Installation Options

    Don't use /usr

    这个选项也一定要选,否则make install 后busybox将安装在原系统的/usr下,这将覆盖掉系统原有的命令。选择这个选项后,make install后会在busybox目录下生成一个叫_install的目录,里面有busybox和指向它的链接。

    其他选项都是一些linux基本命令选项,自己需要哪些命令就编译进去,一般用默认的就可以了。

    配置好后退出并保存。config.

    make

    make install

    编译好后在busybox目录下生成子目录_install,里面的内容:

    bin

    linuxrc -> bin/busybox

    sbin

    其中可执行文件busybox在bin目录下,其他的都是指向他的符号链接。

    4.制作自己的root fs

    1)目录结构

    mkdir /tmp/myOS/rootfs

    cd /tmp/myOS/rootfs

    mkdir etc usr var tmp proc home root dev

    其中etc,proc和dev是一定要建的,bin和sbin不用建,因为busybox中已经有了。

    其他的可以象征性的建几个就可以了。

    拷贝busybox

    #cp -R /tmp/bunny/busybox-1.00/_install/* /tmp/myOS/rootfs/

    2)设备文件

    我是直接从FC系统/dev目录里cp的,方法如下:

    #cp -R /dev/console /tmp/myOS/rootfs/dev/

    #cp -R /dev/null /tmp/myOS/rootfs/dev/

    #cp -R /dev/zero /tmp/myOS/rootfs/dev/

    你认为需要的都cp过来

    有的参考文献说fd0,hda,ram,ram1,tty1,loop1,fb0,fb,tty等是必备的,但是好像有些文件并没有

    3)建立etc目录下的配置文件

    我是直接拷贝busybox自带的例子

    cp -R tmp/bunny/busybox-1.00/examples/bootfloppy/etc/* /tmp/myOS/rootfs/etc

    4)制作initrd.img映象文件

    cd /tmp/myOS/

    dd if=/dev/zero of=/tmp/disk bs=1M count=32 ——初始化32M内存空间

    mkfs.ext3 -m0 /tmp/disk ——格式化为ext3

    mkdir /mnt/ram

    mount -o loop /tmp/disk /mnt/ram ——挂载到/mnt/ram

    cp -R rootfs/* /mnt/ram ——把rootfs写入内存

    umount /mnt/ram

    dd if=/tmp/disk of=/tmp/myOS/initrd.img ——把内存中的内容以映象方式取出

    ok,这个initrd.img就是我们的rootfs

    有的文献使用ram0,也就是将上述过程的/tmp/disk改为/dev/ram0,虽然制作过程没有问题,但是它存在大小限制

    5.整合,启动

    1)kernel

    cp /usr/src/linux/arch/x86_64/bzImage /boot/vmlinuz

    2)rootfs 一般命名为initrd.img

    cp /tmp/myOS/initrd.img /boot

    3)有了上述两个文件,已经可以通过网络dhcp, tftp服务器启动,tftp服务器中添加启动脚本如下

    DEFAULT linux

    PROMPT 0

    LABEL linux

    KERNEL vmlinuz

    append initrd=initrd.img devfs=nomount ramdisk_size=52000

    问题:理论上这个小Linux也应该可以从grub引导

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