Buildroot构建指南——根文件系统(Rootfs)

Posted 2020-09-26 请给我倒杯茶

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Buildroot构建指南——根文件系统(Rootfs)

 

 

Buildroot的Rootfs构建流程有一个大框架，有些部分是Buildroot系统做好的，有些细节需要自己来实现，Rootfs也是Buildroot中最为复杂的部分。

Rootfs的构建流程概述

Rootfs的构建流程如图1所示。其中浅色框中为Buildroot实现的框架，深紫色框为用户实现的脚本。

Figure 1 Buildroot系统的rootfs制作

需要归纳的几点如下:

1.      新版buildroot已经把rootfs的/etc/init.d/的rcS等启动脚本移到了package/initscripts/目录下。

2.      系统默认的rcS脚本不会直接做系统用户态启动初始化操作，而是会调用/etc/init.d/目录下的SXX开头的脚本执行系统用户态启动的流程，其中XX是数字，数字越小的脚本优先于数字大的脚本被调用。用于实际的系统用户态启动脚本应该以SXX这这种格式命名，install到output/target/etc/init.d/目录下。

3.      fakeroot是一个主机上使用的软件包，它会被buildroot下载编译，用于为构建rootfs提供一个虚拟的root权限环境，只有在root权限下，才能把output/target/中的目录和文件变成root用户，并创建dev节点。有了fakeroot环境，系统构建者无需获取主机的root权限，也能在fakeroot下把文件改为root用户，并制作root方式。

4.      用户特定格式的rootfs制作脚本，最后都会被写到一个脚本中，该脚本会在fakeroot环境中执行。

如何构建自己的Rootfs

清楚流程后可以在Buildroot环境下构建自己的Rootfs了，以友善的tiny4412开发板的rootfs为例，demo一次构建自己的rootfs的流程。

友善官方提供的rootfs压缩包在光盘中是rootfs_qtopia_qt4-20141213.tar.gz，这个rootfs非常臃肿，我们需要对它进行裁剪，最好是能够用busybox做一个最小的rootfs出来，但是由于暂时没有摸清楚它的每一个细节，怕直接编译的rootfs无法启动，因而我们最好在它官方的/etc/init.d/目录下的启动脚本的基础上做进一步裁剪，先保证系统能够启动。

1.      在buildroot/system/目录中，拷贝一份skeleon/目录到tiny4412_skeleton/ ，同时拷贝一份device_table.txt到tiny4412_device_table.txt，因为tiny4412的文件系统中有特殊的部分需要修改，为了不影响通用的模板，所以进行拷贝。

Figure 2 拷贝后的system/目录中内容

2.      根据友善官方的rootfs内容，对tiny4412_skeleton/etc/目录进行一些删减和修改，删减修改后截图如下

 

Figure 3 删减修改后的tiny4412_skeleton/etc/目录

3.      将官方文件系统中，/etc/init.d/中的脚本cp到tiny4412_skeleton/etc/init.d/中，其实rcS更名为S00_tiny4412以匹配SXX的格式，XX代表数字。

4.      将tiny4412_device_table.txt稍作修改，去掉passwd等一些最小系统中用不上的内容。

Figure4 修改后的tiny4412_device_table.txt文件

5.      由于tiny4412的文件系统比较特别，使用了友善专用的make_ext4fs工具来制作的，并且这是个不开源的bin程序，把一些参数和节点都在里面写死了，因而我们需要单独在fs/中，为制作tiny4412的文件系统添加方法。

6.      在fs/目录下添加tiny4412_ext4/目录，将友善官方提供的make_ext4fs工具cp到该目录下，当然Config.in文件和tiny4412_ext4.mk脚本是必不可少的的。别忘了在fs/Config.in中将新添加的配置文件Config.in  source进去哦！

Figure5 专为制作tiny4412 ext4文件系统而添加的脚本目录

Figure6 tiny4412_ext4/目录中的内容

Figure7 在fs/Config.in中将新加入的Config.in关联进去

7.      在tiny4412_ext4/Config.in中加入以下的配置代码，其中BR2_TARGET_ROOTFS_TINY4412_EXT4是必不可少，让系统能够识别的文件系统类型的变量。剩下的变量则是可在menuconfig中配置的，文件系统大小，image制作工具的路径，以及image最后的名字

 

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1. config BR2_TARGET_ROOTFS_TINY4412_EXT4                                                                                    
2.         bool"ext4 root filesystem for tiny4412"                                     
3.         help                                                                         
4.           Build aext4 root filesystem specify for tiny4412                          
5.                                                                                      
6. if BR2_TARGET_ROOTFS_TINY4412_EXT4                                                   
7.                                                                                      
8.                                                                                      
9. config BR2_TARGET_ROOTFS_TINY4412_EXT4_LEN                                           
10.         string"length of rootfs"                                                    
11.         default"397508608"                                                          
12.                                                                                       
13.                                                                                      
14. config BR2_TARGET_ROOTFS_TINY4412_EXT4_MK_TOOL_PATH                                  
15.         string "make image toolpath"                                                
16.         default"$(TOPDIR)/fs/tiny4412_ext4/make_ext4fs"                             
17.                                                                                      
18.                                                                                       
19. config BR2_TARGET_ROOTFS_TINY4412_EXT4_IMAGE_NAME                                    
20.         string"image name"                                                          
21.         default"rootfs_qtopia_qt4.img"                                              
22. endif          

 

                     

 

8.      在tiny4412_ext4.mk脚本中加入rootfs构建脚本。制作脚本的核心其实也就是ROOTFS_TINY4412_EXT4_CMD函数，它会在fs/common.mk脚本中，被写入fakeroot的执行脚本，然后会在fakeroot环境中被执行。ROOTFS_TINY4412_EXT4_CMD 函数 调用make_ext4fs工具根据配置的参数，生成rootfs的image。

 

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1. ################################################################################                                          
2. #                                                                                     
3. # Build the TINY4412_EXT4 root filesystem image                                      
4. #                                                                                    
5. ################################################################################  
6.                                                                                      
7. TINY4412_EXT4_OPTS := -s -l$(BR2_TARGET_ROOTFS_TINY4412_EXT4_LEN)                   
8. TINY4412_EXT4_OPTS += -a root -L Linux                                               
9.                                                                                      
10. ifeq ($(BR2_TARGET_ROOTFS_TINY4412_EXT4),y)                                          
11. PACKAGES_PERMISSIONS_TABLE :=                                                        
12. endif                                                                                
13.                                                                                      
14.                                                                                      
15. define ROOTFS_TINY4412_EXT4_CMD                                                      
16.        $(BR2_TARGET_ROOTFS_TINY4412_EXT4_MK_TOOL_PATH) $(TINY4412_EXT4_OPTS)[email protected]  $(TARGET_DIR)  
17. endef                                                                                
18.                                                                                      
19. $(eval $(call ROOTFS_TARGET,tiny4412_ext4))    

 

 

9.      接下来是make menuconfig的配置了。在menuconfig -->  Systemconfiguration中，customer skeleton path 和 path to permissiontable 这两项填充为1—4步骤中，我们所拷贝修改过的tiny4412_skeleton和tiny4412_device_table.txt。

Figure8 menuconfig -->  Systemconfiguration的配置

10.  在menuconfig -->   Filesystemimages中，选中我们刚刚特制的ext4 rootfs tor tiny4412，剩下的参数估计被make_ext4fs工具程序内部写死了，用默认的就行。另外，在该选项中，busybox被默认选中，所以busybox中的所有软件默认都被当做应用编译和install到output/target/目录下。

Figure9 menuconfig -->   Filesystem images的配置

11.  保存之后，make rootfs-tiny4412_ext4 就生成我们自己的文件系统了。用tiny4412的SD卡烧录进去，是可以boot起来的，对S00_tiny4412脚本进行进一步裁剪后，我们可以得到一个在tiny4412开发板上最小的能boot起来的Linux系统。