构建Linux根文件系统（未完待续）

      所谓制作根文件系统， 就是创建各种目录， 并且在里面创建各种文件。 比如在/bin 、／sbin 目录下存放各种可执行程序， 在／etc 目录下存放配置文件， 在/lib 目录下存放库文件。

第一步：Busybox的配置、编译和安装

Busybox概述

Busybox的官方网站是http://www.busybox.net/，源码可以从http://www.busybox.net/ downloads／下载

Busybox 将众多的 UNIX 命令集合进一个 很小的可执行程序中， 可以用来替换 GNU fileutils 、 shellutils 等工具集。它的各种命令 与相应的 GNU 工具相比，所能提供的选项较少， 但是能够满足一般应用。 Busybox 为各种小 型的或者瞅入式系统提供了一个比较完全的工具集。Busy box 在编写过程中对文件大小进行优化， 并考虑了系统资源有限（比如内存等）的情况。与一般的GNU工具集动辄几如侣的体积相比，动态连接的Busybox只有几百KB，即使静态连接也只街IMB左右。Busybox按模块进行设计，可以很容易地加入、去除某些命令， 或增减命令的某些选项。

Busy box支持uClibc库和glibc库，对Linux2.2.x之后的内核支持良好。在创建一个最小的根文件系统时，使用Busybox的话，只需要在／dev目录下创建必要的 设备节点、在／etc目录下创建一些配置文件就可以了，如果Busybox使用动态连接，还要在／lib 目录下包含库文件。

linux内核启动第一个用户进程的过程

先来回顾下linux内核启动第一个用户进程的过程：函数调用关系为：start_kernel() -> rest_init() -> kernel_thread() -> kernel_init()。在 kernel_init()中

1）它首先会调用kernel_init_freeable()函数，打开标准输入、标准输出、标准错误设备。该函数中的：

第一行尝试打开／dev/console设备文件，如果成功，它就是init进程标准输入设备。
第二行和第三行将文件描述符0复制给文件描述符1、2，所以标准输入、标准输出、标准 错误都对应同－个文件（设备）。

从这点也不难看出：在内移植Linux内核时，如果发现打印出“Warning:unable to open an initial console.”，其 原因大多是：根文件系统虽然被正确挂接了，但是里面的内容不正确，要么没有／dev/console这个文件，耍么它没有对应的设备。

注：Linux中最先打开的3个文件分别称为标准输入（stdin）、标准输出（stdout）、标准错误(stderr），它们对应的文件描述符：分别为0、1、2。所谓标准输入就是在程序中使用scant＇（）、 fscanf(stdin，…）获取数据时，从哪个文件（设备）读取数据：标准输出、标准错误都是输出设备，前者对应printf（）、fprintf(stdout, · · ·），后者对应fprintf(stderr，…）

2）调用run_init_process(ramdisk_execute_command)函数。如果ramdisk_execute_ command变量指定了要运行的程序，启动它。

3）调用run_init_process(execute_command)函数。如果execute_command变量指定了要运行的程序，启动它。

4）调用try_to_run_init_process（）函数。依次尝试执行 /sbin/init、/etc/init、/bin/init、/bin/sh。

最终会根据参数选择创建一个用户进程，从此系统的控制权交给该用户进程（一旦创建进程成功，它将不会返回），比如选择/sbin/init这个程序作为init进程的执行程序，也即内核启动的第一个（也是惟一的一个）用户进程（进程ID为I），它根据配 置文件（/etc/inittab）决定启动哪些程序，比如执行某些脚本、启动shell、运行用户指定的程序等。init进程 是后续所有进程的发起者，比如init进程启动/bin/sh程序后，才能够在控制台上输入各种命令。当然我们也完全可以编写自己的/sbin/init程序，或者传入命令行参数”init = xxxxxxx"指定某个程序作为init进程运行。

Busybox init进程的启动过程

Busybox init程序对应的代码在init/init.c文件中，下面以busybox-1.21.1为例。先概述其流程，再结合一个/etc/inittab文件讲述init进程的启动过程。
     1）Busybox init程序流程如下图所示，其中与构建根文件系统关系密切的是控制台的初始化、对inittab文件的解释及执行。

内核启动init进程时已经打开“／dev/console”设备作为控制台，一般情况下Busybox init 程序就使用／dev/console。但是如果内核启动init进程的同时设置了环境变量CONSOLE或 console，则使用环境变量所指定的设备。在Busybox init程序中，还会检查这个设备是否可以打开，如果不能打开则使用“/dev /null”。
        Busybox init进科只是作为其他进程的发起者和控制者，并不需要控制台与用户交互，所 以init进程会把它关掉，系统启动后运行命令“Is/proc/1/fd/”可以看到该目录为空。init进 程创建其他子进程时，如果没有在／etc/inittab中指明它的控制台，则使用前面确定的控制台。
       /etc/inittab文件的相关文档和示例代码都在Busybox的examples/inittab文件中。
      如果存在／etc/inittab文件，Busyboxinit程序解析它，然后按照它的指示创建各种子进程： 否则使用默认的配置创建子进程。
        /etc/inittab文件中每个条自用来定义一个子进程，并确定它的启功方法，格式如下：

<id_>: <runlevels>: <action>: <process>   例如 ttySAC0：：askfirst : -/bin/sh     对于Busybox init程序，前述各个字段作用如下。

＜id＞：表不这个子进程要使用的控制台（即标准输入、标准输出、标准错误设备）如果省略，则使用与init进程一样的控制台。

        ＜run levels＞：对于Busybox init程序，这个字段没有意义，可以省赂。

＜action＞：表示init进程如何控制这个子进程，有下表所示的8种取值。

         

<process＞：要执行的程序，它可以是可执行程序，也可以是脚本。 如果＜procss＞字段前有“-“字符，这个程序被称为“交互的”。

在／etc/inittab文件的控制下，init进程的行为总结如下,

在系统启功前期，init进程首先启动＜action＞为sysinit、wait、once的3类子i进程。
      在系统市常运行期间, init进程首先启动＜action＞为respawn、askfirst的两类子进程，并监视它们，发现某个子进程退出时重新启动它。

在系统退出时，执行＜action＞为shutdown、restart、ctrlaltdel的3类子进程（之一或全部）。

       如果根文件系统中没有／etc/inittab文件，Busybox init程序将使用如下默认的inittab条目。

        

2）/etc/inittab实例。

     仿照Busybox的examples/inittab文件， 创建一个inittab文件，内容如下：

配置编译安装Busybox

1）配置

Busybox集合了几百个命令，在一般系统中并不需要全部使用。可以通过配置Busybox 来选择这些命令、定制某些命令的功能（选项）、指定Busybox 的连接方法（动态连接还是静态连接）、 指定 Busybox 的安装路径（也可以在安装时通过命令指定）。在 busybox-l.21.1 目录下执行 “ make menuconfig” 命令即可进入配置界面，按照自己的需求配置好后，退出保存即可。Busybox的配置过程大多是选择、去除各种命令，一目了然。

2）编译和安装

编译前先修改 Busybox 根目录的 Makefile. 使用交叉编译器（修改ARCH和CROSS_COMPILE)，执行make来编译；

最后是安装，执行 “ make CONFIG_PREFIX=dir_path install“ ， 就可以将Busybox安装在 dir_name指定的目录下。一切完成之后，将在dir_path目录下生成

三个目录：bin、sbin、和usr

一个文件：linuxrc (通过ls linux -l命令可知它指向bin/busybox)

其中linuxrc和上面分析的／sbin/init程序功能完全一样：其他目录下是各种命令， 不过它们都是到/bin/busybox的符号连接，比如到/sbin目录下，执行ls -l发现每个文件都指向bin/busybox。由此可见此时除bin/busybox外， 其他文件都是到bin/busybox的符号连接。busybox是所有命令的集合体， 这些符号连接文件可以直接接运行。比如在开发板上，运行 “ Is” 命令和 “ busybox ls” 命令是 一样的。

第二步：使用glibc库

制作交叉编译工具链时，已经生成了glibc库，可以直接使用它来构建根文件系统：在dir_path下创建lib目录，将需要用到的库拷贝进去。

第三步：构建根文件系统（未完待续）