[系统运维]Linux 根文件系统构建

根文件系统一般也叫做 rootfs
以下内容部分参考正点原子。
操作系统：Ubuntu 16
交叉编译工具：gcc-linaro-5.5.0-2017.10-x86_64_arm-linux-gnueabihf
BusyBox版本：1.29.0.
使用平台，正点原子开发板 ALPHA V2.2

1、/bin 目录
看到“bin”大家应该能想到 bin 文件，bin 文件就是可执行文件。所以此目录下存放着系统
需要的可执行文件，一般都是一些命令，比如 ls、mv 等命令。此目录下的命令所有的客户都可
以使用。
2、/dev 目录
dev 是 device 的缩写，所以此目录下的文件都是和设备有关的，此目录下的文件都是设备
文件。在 Linux 下一切皆文件，即使是硬件设备，也是以文件的形式存在的，比如
/dev/ttymxc0(I.MX6ULL 根目录会有此文件)就表示 I.MX6ULL 的串口 0，我们要想通过串口 0
发送或者接收数据就要操作文件/dev/ttymxc0，通过对文件/dev/ttymxc0 的读写操作来实现串口
0 的数据收发。
3、/etc 目录
此目录下存放着各种配置文件，大家可以进入 Ubuntu 的 etc 目录看一下，里面的配置文件
非常多！但是在嵌入式 Linux 下此目录会很简洁。
4、/lib 目录
lib 是 library 的简称，也就是库的意思，因此此目录下存放着 Linux 所必须的库文件。这些
库文件是共享库，命令和用户编写的应用程序要使用这些库文件。
5、/mnt 目录
临时挂载目录，一般是空目录，可以在此目录下创建空的子目录，比如/mnt/sd、/mnt/usb，
这样就可以将 SD 卡或者 U 盘挂载到/mnt/sd 或者/mnt/usb 目录中。
6、/proc 目录
此目录一般是空的，当 Linux 系统启动以后会将此目录作为 proc 文件系统的挂载点，proc
是个虚拟文件系统，没有实际的存储设备。proc 里面的文件都是临时存在的，一般用来存储系
统运行信息文件。
7、/usr 目录
要注意，usr 不是 user 的缩写，而是 Unix Software Resource 的缩写，也就是 Unix 操作系统
软件资源目录。这里有个小知识点，那就是 Linux 一般被称为类 Unix 操作系统，苹果的 MacOS
也是类 Unix 操作系统。关于 Linux 和 Unix 操作系统的渊源大家可以直接在网上找 Linux 的发
展历史来看。既然是软件资源目录，因此/usr 目录下也存放着很多软件，一般系统安装完成以
后此目录占用的空间最多。
8、/var 目录
此目录存放一些可以改变的数据。
9、/sbin 目录
此目录页用户存放一些可执行文件，但是此目录下的文件或者说命令只有管理员才能使用，
主要用户系统管理。
10、/sys 目录
系统启动以后此目录作为 sysfs 文件系统的挂载点，sysfs 是一个类似于 proc 文件系统的特
殊文件系统，sysfs 也是基于 ram 的文件系统，也就是说它也没有实际的存储设备。此目录是系
统设备管理的重要目录，此目录通过一定的组织结构向用户提供详细的内核数据结构信息。
11、/opt
可选的文件、软件存放区，由用户选择将哪些文件或软件放到此目录中。
关于 Linux 的根目录就介绍到这里，接下来的构建根文件系统就是研究如何创建上面这些子目
录以及子目录中的文件。
下面我们开始使用 BusyBox 进行构建根文件系统
我这里使用的是
busybox-1.29.0.tar.bz2
拿到busybox-1.29.0.tar.bz2后解压文件

tar -vxjf busybox-1.29.0.tar.bz2

最后得到

busybox 中文字符支持
修改 busybox 源码，取消 busybox 对中文显示的限制，打开文件 busybox-
1.29.0/libbb/printable_string.c，找到函数 printable_string，缩减后的函数内容如下

const char* FAST_FUNC printable_string(uni_stat_t *stats, const char *str)
{
	char *dst;
	const char *s;

	s = str;
	while (1) {
		unsigned char c = *s;
		if (c == '\0') {
			/* 99+% of inputs do not need conversion */
			if (stats) {
				stats->byte_count = (s - str);
				stats->unicode_count = (s - str);
				stats->unicode_width = (s - str);
			}
			return str;
		}
		if (c < ' ')
			break;
	/*	if (c >= 0x7f)
			break;*/
		s++;
	}

#if ENABLE_UNICODE_SUPPORT
	dst = unicode_conv_to_printable(stats, str);
#else
	{
		char *d = dst = xstrdup(str);
		while (1) {
			unsigned char c = *d;
			if (c == '\0')
				break;
		/*	if (c < ' ' || c >= 0x7f)*/
                        if(c < ' ')
				*d = '?';
			d++;
		}
		if (stats) {
			stats->byte_count = (d - dst);
			stats->unicode_count = (d - dst);
			stats->unicode_width = (d - dst);
		}
	}
#endif
	return auto_string(dst);
}

接着打开文件 busybox-1.29.0/libbb/unicode.c
找到 unicode_conv_to_printable2 这个函数更改这两处

下面就是配置了

make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- ARCH=arm defconfig
make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- ARCH=arm menuconfig

找到
Location:
-> Settings
-> Build static binary (no shared libs)
确保该项没有选中

Location:
-> Settings
-> vi-style line editing commands
选中该项

Location:
-> Linux Module Utilities
-> Simplified modutils
默认会选中“Simplified modutils”，这里我们要取消勾选！！

Location:
-> Linux System Utilities
-> mdev (16 kb) //确保下面的全部选中，默认都是选中的

最后就是使能 busybox 的 unicode 编码以支持中文，配置路径如下：
Location:
-> Settings
-> Support Unicode //选中
-> Check $LC_ALL, $LC_CTYPE and $LANG environment variables //选中

最后 退出 保存！
开始编译。

make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- ARCH=arm

编译完成
下面将编译结果保存到我们所需的目录

make  install CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- ARCH=arm CONFIG_PREFIX=/home/dwh/linux/nfs/rootfs

编译完成以后会在 busybox 的所有工具和文件就会被安装到 rootfs 目录中，内容如图所示。

下面开始完善根文件系统
向lib添加库文件
首先建一个lib目录
进入到交叉编译器的目录复制库文件到根文件系统

mkdir lib
cd /usr/local/arm/gcc-linaro-5.5.0-2017.10-x86_64_arm-linux-gnueabihf/arm-linux-gnueabihf/libc/lib/
cp cp *so* *.a /home/dwh/linux/nfs/rootfs/lib/ -d

因为 ld-linux-armhf.so.3文件是个链接文件 因此我们要删掉它，并且重新复制该文件

rm ld-linux-armhf.so.3
cp ld-linux-armhf.so.3 /home/dwh/linux/nfs/rootfs/lib

然后进入/usr/local/arm/gcc-linaro-5.5.0-2017.10-x86_64_arm-linux-gnueabihf/arm-linux-gnueabihf/lib目录

cd /usr/local/arm/gcc-linaro-5.5.0-2017.10-x86_64_arm-linux-gnueabihf/arm-linux-gnueabihf/lib
cp *so* *.a /home/dwh/linux/nfs/rootfs/lib/ -d

然后向 usr/lib目录添加文件
首先先创建一个目录

mkdir /usr/lib
cd /usr/local/arm/gcc-linaro-5.5.0-2017.10-x86_64_arm-linux-gnueabihf/arm-linux-gnueabihf/libc/usr/lib
cp *so* *.a /home/dwh/linux/nfs/rootfs/usr/lib/ -d

接着创建别的目录

mkdir dev
mkdir proc
mkdir mnt
mkdir sys
mkdir tmp
mkdir root
mkdir etc

添加 rcS文件
创建/etc/init.d/rcS
在etc/init.d/rcS下写入

 #!/bin/sh

PATH=/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin:$PATH
LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/lib:/usr/lib
export PATH LD_LIBRARY_PATH

mount -a
mkdir /dev/pts
mount -t devpts devpts /dev/pts


echo /sbin/mdev > /proc/sys/kernel/hotplug
mdev -s

创建/etc/fstab 文件
添加以下代码

# <file system> <mount point> <type> <options> <dump> <pass>
proc            /proc proc    defaults    0     0

tmpfs            /tmp tmpfs   defaults    0     0

sysfs            /sys sysfs    defaults    0    0

创建创建/etc/inittab 文件
添加以下代码

#etc/inittab

::sysinit:/etc/init.d/rcS

console::askfirst:-/bin/sh
::restart:/sbin/init
::ctrlaltdel:/sbin/reboot
::shutdown:/bin/umount -a -r
::shutdown:/sbin/swapoff -a

下面我们开始测试文件系统。
我们使用网络挂载的方式
在uboot启动时设置命令

setenv bootargs 'console=ttymxc0,115200 rw root=/dev/nfs nfsroot=192.168.0.9:/home/dwh/linux/nfs/rootfs ip=192.168.0.20:192.168.0.9:192.168.0.1:255.255.255.0::eth0:off'
saveenv

最后成功进入文件系统，大功告！