手把手帶你自制Linux系統之六編譯核心及busybox完成系統定製

阿新 • • 發佈：2019-02-03

手把手帶你自制Linux系統之六編譯核心及busybox完成系統定製
重新看了一下前面的幾章，發現其實前面的5章一直圍繞一個話題講解 — 如何利用CentOS現有資源組裝一個Linux。這種方式十分拙劣，Linux核心是固化的、initrd沒有充分精簡、命令需要一個一個拷貝，最終做出來的Linux不能算是完全定製的。這一章就來自己編譯Linux原始碼生成核心，使用busybox原始碼製作initrd及跟檔案系統，完全從頭開始製作一個真正定製的Linux。並不是說前面的幾章就沒有意義，本章雖然從頭開始，但其中依然會用到很多前面幾章已經講過做過的步驟，前面的章節講解很多Linux啟動的原理，所以從第一章開始的每一章都是必不可少的。下面就按照Linux系統啟動順序來從頭開始製作。

1. 建立分割槽

將準備好的磁碟分割槽並格式化，具體步驟檢視第二章第一步。格式化完成後得到兩個分割槽，/dev/hda1 大小 20M，/dev/hda2 大小 512M。分別掛載至/mnt/boot和/mnt/sysroot。

2. 安裝GRUB

使用grub-install 命令安裝grub，指定根路徑為/mnt，裝置為/dev/hda

grub-install --root-directory=/mnt /dev/hda

建立grub配置檔案

vi /mnt/boot/grub/grub.conf

內容如下，root(grub root)為第一塊磁碟的第一個分割槽，kernel使用vmlinuz，initrd使用 initrd.gz

default=0
timeout=5
title MiniLinux (2.6.38.5)
    root (hd0,0)
    kernel /vmlinuz ro root=/dev/hda2
    initrd /initrd.gz

3. 編譯kernel

這裡使用的是 linux-2.6.38.5.tar.bz2，下載地址：將下載完成後檔案解壓到 /usr/src下，建立一個軟連結指向linux-2.6.28.5

cd /usr/src
ln -s linux-2.6.28.5 linux

複製我提供的config檔案：config-2.6.38.5-1.miniLinux，其中已經精簡了許多用不到的模組。

cd linux
cp config-2.6.38.5-1.miniLinux .config

如果還有其它特殊需求，使用make menuconfig可以開啟配置介面。如修改local version：

make menuconfig
 General setup  --->     Local version

開始編譯

make SUBDIR=arch/

核心編譯完成後，生成的arch/x86/boot/bzImage 就是需要的核心檔案vmlinuz，將它拷貝到boot下

cp /usr/src/linux/arch/x86/boot/bzImage /mnt/boot/vmlinuz

4. 製作initrd

busybox體積嬌小，功能強大，不僅適合用來做根檔案系統，也同樣適合做initrd。編譯busybox 這裡使用1.23.2版本，下載地址：下載完成後解壓busybox-1.23.2.tar.bz2 這個版本的busybox依賴一個高版本Linux核心中的標頭檔案，從上一步解壓得到的2.6.28.5核心原始碼中拷貝過來。

cd busybox-1.23.2
mkdir include/mtd
cp /usr/src/linux-2.6.28.5/include/mtd/ubi-user.h include/mtd

配置busybox為靜態編譯模式

make menuconfig
Busybox Settings  ---> Build Options  ---> [*] Build BusyBox as a static binary (no shared libs)

勾選build busybox as a static binary，靜態編譯busybox 編譯並安裝，預設安裝在busybox目錄下的_install

make install

拷貝busybox安裝目錄下的檔案到臨時目錄，開始製作initrd

mkdir /tmp/initrd/
cd /tmp/initrd/
cp /root/busybox-1.23.2/_install -a .

建立幾個必要目錄

mkdir proc sys mnt/sysroot dev tmp etc -pv

建立裝置檔案console和null

mknod dev/console c 5 1
mknod dev/null c 1 3

移除linuxrc，建立init指令碼檔案

rm linuxrc
vi init

init指令碼的主要工作是載入核心訪問真正的根檔案系統所在裝置需要的驅動，然後切換到真正的根。不過在上一步編譯核心時，已經把ext3檔案系統的驅動做進了核心，這裡就需要載入ext3驅動了。 init內容如下：

#!/bin/sh

echo "Mounting proc and sys..."
mount -t proc proc /proc
mount -t sysfs sysfs /sys

echo "Detect and export hardware infomation..."
mdev -s

echo "Mount real rootfs to /sysroot..."
mount -t ext3 -o ro /dev/hda2 /sysroot

echo "Switch to real rootfs..."
exec chroot /sysroot /sbin/init

給init指令碼新增可執行許可權

chmod +x init

將/tmp/initrd中的所有檔案打包並壓縮為initrd.gz

find . | cpio -H newc --quiet -o | gzip -9 > /mnt/boot/initrd.gz

5. 製作根檔案系統

製作根檔案系統同樣需要用到上一步的busybox。拷貝busybox安裝後的檔案到/dev/hda2

cd /mnt/sysroot
cp /root/busybox-1.23.2/_install -a .
rm linuxrc

建立根檔案系統必需的路徑

mkdir boot dev etc/rc.d/init.d home lib/modules mnt proc root sbin sys tmp var/{lock,run,log} -pv

建立裝置檔案console、null

mknod dev/console c 5 1
mknod dev/null c 1 3

建立inittab檔案

vi inittab

busybox中的init沒有啟動級別的概念，所以使用的inittab檔案與一般的sysvinit、upStart使用的格式有一些出入，內容如下：

::sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit
::respawn:/sbin/getty 9600 tty1
::respawn:/sbin/getty 9600 tty2
::shutdown:/bin/umount -a -r
::ctrlaltdel:/sbin/reboot

新增登入認證功能需要建立3個檔案：passwd, shadow, group

grep "^root\>" /etc/passwd > /mnt/sysroot/etc/passwd
grep "^root\>" /etc/shadow> /mnt/sysroot/etc/shadow
grep "^root\>" /etc/group> /mnt/sysroot/etc/group

busybox沒有提供bash，只有ash，修改passwd中/bin/bash為/bin/sh

vi /mnt/sysroot/etc/passwd

內容

root:x:0:0:root:/root:/bin/sh

建立系統初始化指令碼檔案rc.sysinit

vi /mnt/sysroot/etc/rc.d/rc.sysinit

內容如下：

#!/bin/sh
#
echo -e "\tWelcome to \033[31mMy Mini Linux \033[0m"

下面一點一點在rc.sysinit中加入內容掛載proc和sysfs 虛擬檔案系統

echo "Mount proc and sys..."
mount -t proc proc /proc
mount -t sysfs sysfs /sys

以讀寫方式重新掛載根檔案系統

echo "Remount the rootfs..."
mount -t ext3 -o remount,rw /dev/hda2 /

動態管理裝置檔案，busybox提供了mdev，用法和功能同udev一樣

echo "Detect and export hardware infomation..."
mdev -s

掛載fstab中描述的其它檔案系統

echo "Mount the other filesystem..."
mount -a

rc.sysinit新增可執行許可權

chmod +x rc.sysinit

fstab檔案內容如下：

sysfs                   /sys                    sysfs   defaults        0 0
proc                    /proc                   proc    defaults        0 0
/dev/hda1               /boot                   ext3    defaults        0 0
/dev/hda2               /                       ext3    defaults        1 1

6. 新增網路功能

需要的步驟
初始化網絡卡驅動(rc.sysinit中安裝驅動模組) -> 配置網絡卡(由/etc/rc.d/init.d/network指令碼負責) 具體參考第四章有一點小區別的是，自己編譯得到pcnet32.ko模組不依賴其他模組。pcnet32.ko路徑在/usr/src/linux/drivers/net/pcnet32.ko

7. 一些細節小功能的完善

設定主機名 rc.sysinit中新增

echo "Set the hostname"
[ -f /etc/hostname ] && . /etc/hostname
[ -z "$HOSTNAME" -o "$HOSTNAME" == '(none)' ] && HOSTNAME = localhost

在/etc 下建立hostname檔案用來儲存HOSTNAME變數

vi etc/hostname

內容

HOSTNAME="minilinux"

新增登入前提示資訊

vi etc/issue

內容

Mini Linux (2.6.38.5)
Kernel \r on an \m

設定終端提示符設定環境變數PS1即可設定提示字串。但是ash使用的配置檔案與bash不一樣，ash可以使用/etc/profile和~/.profile兩個檔案。為了對全部使用者生效，在/etc/profile中新增PS1變數。

vi etc/profile

內容

export PS1='[\[email protected]\h \W]\\$ '

其中\u等符號會分別被替換 \u - user，使用者名稱 \h - hostname，主機名 \W - current path，當前路徑 \\$ - 提示符，root 為#，其它為$

8. 測試

啟動後一切正常，如圖所示：

總結

本章使用自己編譯的linux核心以及busybox製作出了一個Linux小系統。與前面使用系統中現成資源組裝起來的Linux系統相比，本章自己造輪子的方式才算是完成了真正意義上的自制。這種方式製作出來的系統有很多的優點，能夠根據自己的需要對系統進行裁剪優化；busybox集成了大多數常用命令，不需要一個一個的移植需要的命令；使用busybox製作的initrd和跟檔案系統更加的小巧，啟動速度也更塊。 busybox中雖然功能很齊全，但還是有一些常用工具沒有提供，比如bash。而且大都是其他命令的簡化版本，如果想要使用更強大的功能也是需要單獨移植。本章的完結也代表著本系列教程的完結，看了一下日期從8月份開始第一章，到現在日曆都已經翻到了2016，才終於完成。中間有2個月工作比較忙，耽誤了一下。不過這樣算下來效率還是不高，因為文章中的大部分都是馬哥講到的，我主要是調整了一下順序，分了一下章節，查了一下資料，補充了一小下。整個教程做下來，我自己也學到了很多關於Linux的東西，明白了/etc下辣麼多檔案都是用來幹嘛的。也真心希望這個教程可以幫助到其他和我一樣熱愛Linux，以及想要通過做一個小的Linux的方式來學習Linux系統的朋友。教程用到的主要檔案已經上傳github：

手把手帶你自制Linux系統之六編譯核心及busybox完成系統定製

1. 建立分割槽

2. 安裝GRUB

3. 編譯kernel

4. 製作initrd

5. 製作根檔案系統

6. 新增網路功能

7. 一些細節小功能的完善

8. 測試

總結

手把手帶你自制Linux系統之六編譯核心及busybox完成系統定製

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1. 建立分割槽

2. 安裝GRUB

3. 編譯kernel

4. 製作initrd

5. 製作根檔案系統

6. 新增網路功能

7. 一些細節小功能的完善

8. 測試

總結

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