使用Busybox做一個小巧的Linux操作系統

1.基礎知識

一個操作系統可以簡單的抽象爲,引導程序 內核 文件系統。

 

vmlinuz是Linux 內核的鏡像文件,可以被引導程序加載,從而啓動Linux系統。

 

initrd的全稱是boot loader initialized RAM disk,它是系統啓動時所使用的根文件系統映像文件,這個文件系統中包含幾個驅動模塊,用來裝載實際的根文件系統,比如一個IDE或SCSI硬盤的驅動模塊,內核裝入這個模塊之後用它來驅動硬盤,掛接硬盤到ramdisk的某個子目錄,然後再用其中的pivot_root命令,將硬盤文件系統變成根文件系統,並開始執行init進程,此時init ram disk被umount,壽終正寢。

 

由此可見,我們可以用vmlinuz initrd.img做一個文件系同長駐內存的迷你Linux。

 

現在進入正題了:

 

2.編譯內核

cd /usr/src/....----進入內核源代碼目錄,沒有的話去官方網站,隨便下

make menuconfig-----配置編譯選項請注意一定加入RAM disk support 和initial RAM disk

(initrd) support 的支持(在block device中)。另外最好將ext3文件系統編入內核,不要編成模塊。配置完畢後保存爲.config(默認)

make bzImage----編譯

 

在許多內核編譯參考中還有

make modules

make modules_install兩步

但我們這裏沒有加入對modules的支持,所以不需要。生成的bzImage文件在usr/src/linux/arch/.../boot中,省略的根據你的機器架構決定,make過程中會有提示,比如我的是x86_64. 注意這個文件非常重要,其實就是我們最終的vmlinuz.

 

3.busybox

busybox是一個集成了一百多個最常用linux命令和工具的軟件,它甚至還集成了一個http服務器和一個telnet服務器,而所有這一切功能卻只有區區1M左右的大小.我們平時用的那些linux命令就好比是分力式的電子元件,而busybox就好比是一個集成電路,把常用的工具和命令集成壓縮在一個可執行文件裏,功能基本不變,而大小卻小很多倍,在嵌入式linux應用中,busybox有非常廣的應用,另外,大多數linux發行版的安裝程序中都有busybox的身影,安裝linux的時候案ctrl alt F2就能得到一個控制檯,而這個控制檯中的所有命令都是指向busybox的鏈接.在我們的迷你Linux中,需要的也正是busybox的命令和工具。

 

下載 http://busybox.net/downloads/

使用過程中許多高版本都出現編譯錯誤,所以用了一個最原始的版本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 defconfig ARCH=i386

#make menuconfig ----編譯配置

 

下面是需要編譯進busybox的功能選項,其他的可以根據需要自選.

General Configuration應該選的選項

Show verbose applet usage messages

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

Build Options

Build BusyBox as a static binary (no shared libs)

 

這個選項是一定要選擇的,這樣才能把busybox編譯成靜態鏈接的可執行文件,運行時才獨立於其他函數庫.否則必需要其他庫文件才能運行,在單一個linux內核不能使他正常工作.

 

Installation Options

Don't use /usr

 

這個選項也一定要選,否則make install 後busybox將安裝在原系統的/usr下,這將覆蓋掉系統原有的命令.選擇這個選項後,make install後會在busybox目錄下生成一個叫_install的目錄,裏面有busybox和指向它的鏈接.

 

其他選項都是一些linux基本命令選項,自己需要哪些命令就編譯進去,一般用默認的就可以了.

配置好後退出並保存.config.

make

make install

編譯好後在busybox目錄下生成子目錄_install,裏面的內容:

bin

linuxrc -> bin/busybox

sbin

其中可執行文件busybox在bin目錄下,其他的都是指向他的符號鏈接.

 

4.製作自己的root fs

1)目錄結構

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,因爲busybox中已經有了.

其他的可以象徵性的建幾個就可以了.

拷貝busybox

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

 

2)設備文件

我是直接從FC系統/dev目錄裏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/

你認爲需要的都cp過來

有的參考文獻說fd0,hda,ram,ram1,tty1,loop1,fb0,fb,tty等是必備的,但是好像有些文件並沒有

 

3)建立etc目錄下的配置文件

我是直接拷貝busybox自帶的例子

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

 

4)製作initrd.img映象文件

cd /tmp/myOS/

dd if=/dev/zero of=/tmp/disk bs=1M count=32 ------初始化32M內存空間

mkfs.ext3 -m0 /tmp/disk ------格式化爲ext3

mkdir /mnt/ram

mount -o loop /tmp/disk /mnt/ram ------掛載到/mnt/ram

cp -R rootfs/* /mnt/ram ------把rootfs寫入內存

umount /mnt/ram

dd if=/tmp/disk of=/tmp/myOS/initrd.img ------把內存中的內容以映象方式取出

ok,這個initrd.img就是我們的rootfs

有的文獻使用ram0,也就是將上述過程的/tmp/disk改爲/dev/ram0,雖然製作過程沒有問題,但是它存在大小限制

 

5.整合,啓動

1)kernel

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

2)rootfs 一般命名爲initrd.img

cp /tmp/myOS/initrd.img /boot

3)有了上述兩個文件,已經可以通過網絡dhcp, tftp服務器啓動,tftp服務器中添加啓動腳本如下

DEFAULT linux

PROMPT 0

LABEL linux

KERNEL vmlinuz

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

 

問題:理論上這個小Linux也應該可以從grub引導。


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