手机站
网通分站
电信主站
密 码:
用户名:
当前位置 : 主页>操作系统>Linux>列表

自己动手做一个迷你型Linux操作系统

来源:互联网 作者:west263.com 时间:2008-02-23
西部数码-全国虚拟主机10强!40余项虚拟主机管理功能,全国领先!双线多线虚拟主机南北访问畅通无阻!免费赠送企业邮局,.CN域名,自助建站480元起,免费试用7天,满意再付款! P4主机租用799元/月.月付免压金!

  devfs 也是我们感兴趣的话题。如果 kernel 不使用 devfs,那么系统上的 root 文件系统就要有 /dev 目录下面的所有内容。这些内容可以用 /dev/MAKEDEV 脚本来建立,也可以用 mknod 手工一个一个来建。这个方法有其自身的好处。但是它的缺点是麻烦,而且和 kernel 的状态又并不一致。相反的,如果使用了 devfs,我们就再也不用担心 /dev 目录下面的任何事情了。/dev 目录下面的项目会有 kernel 的代码自己负责。实际使用起来的效果,对内存的消耗并不明显。所以我们选择 devfs。

  busybox

  有了 LILO 和 kernel image 之后,接下来,我们要安排 root 文件系统。由于 flash 盘的空间只有 16M 字节,可以说,这是对我们最大的挑战。这里首先要向大家介绍小型嵌入式 Linux 系统安排 root 文件系统时的一个常用的利器:BusyBox。

  Busybox 是 Debian GNU/Linux 的大名鼎鼎的 Bruce Perens 首先开发,使用在 Debian 的安装程序中。后来又有许多 Debian developers 贡献力量,这其中尤推 busybox 目前的维护者 Erik Andersen,他患有癌症,可是却是一名优秀的自由软件开发者。

  Busybox 编译出一个单个的独立执行程序,就叫做 busybox。但是它可以根据配置,执行 ash shell 的功能,以及几十个各种小应用程序的功能。这其中包括有一个迷你的 vi 编辑器,系统不可或缺的 /sbin/init 程序,以及其他诸如 sed, ifconfig, halt, reboot, mkdir, mount, ln, ls, echo, cat ... 等等这些都是一个正常的系统上必不可少的,但是如果我们把这些程序的原件拿过来的话,它们的体积加在一起,让人吃不消。可是 busybox 有全部的这么多功能,大小也不过 100K 左右。而且,用户还可以根据自己的需要,决定到底要在 busybox 中编译进哪几个应用程序的功能。这样的话,busybox 的体积就可以进一步缩小了。

  使用 busybox 也很简单。只要建一个符号链接,比方 ln -s /bin/busybox /bin/ls,那么,执行 /bin/ls 的时候,busybox 就会执行 ls 的功能,也会按照 ls 的方式处理命令行参数。又比如 ln -s /bin/busybox /sbin/init,这样我们就有了系统运行不可或缺的 /sbin/init 程序了。当然,这里的前提是,你在 busybox 中编译进去了这两个程序的功能。

  这里面要提出注意的一点是,busybox 的 init 程序所认识的 /etc/inittab 的格式非常简单,而且和常规的 inittab 文件的格式不一样。所以读者朋友们在为这个 busybox 的 init 写 inittab 的时候,要注意一下不同的语法。至于细节,就不在我们这里多说了,请大家参考 Busybox 的用户手册。

  从启动到进入 shell

  busybox 安装好以后,我们就可以考虑重新启动,一直到进入 shell 提示符了。这之前,我们要准备一下 /etc 目录下的几个重要的文件,而且要把 busybox 用到的 library 也拷贝过来。

  用 ldd 命令,后面跟要分析的二进制程序的路径名,就可以知道一个二进制程序,或者是一个 library 文件之间的互相依赖关系,比如 busybox 就依赖于 libc.so 和 ld-linux.so ,我们有了这些知识,就可把动手把所有需要的 library 拷贝到 flash 盘上。由于我们的 flash 盘说大不大,说小倒也不小,有 16M 字节之多。我们直接就用 Glibc 的文件也没有太多问题。如果读者朋友们有特殊的需要,觉得 Glibc 太庞大了的话,可以考虑用 uClibc,这是一个非常小巧的 libc 库,功能当然没有 Glibc 全,但是足够一个嵌入式系统使用了。本文就不再介绍 uClibc 了。

  库程序拷贝过来以后,我们就可以考虑系统启动的步骤了。启动的时候,先是 lilo,接下来就是 kernel,kernel 初始化之后,就调用 /sbin/init,然后由 init 解释 /etc/inittab 运行各种各样的东西。inittab 会指导 init 去调用一个最重要的系统初始化程序 /etc/init.d/rcS,我们将要在 rcS 中完成各个文件系统的 mount,此外,还有在 rcS 中调用 dhcp 程序,把网络架起来。rcS 执行完了以后,init 就会在一个 console 上,按照 inittab 的指示开一个 shell,或者是开 getty login,这样用户就会看到提示输入用户名的提示符。我们这里为了简单起见,先直接进入 shell,然后等到调试成功以后,再改成直接进入 X Window。

  关于 inittab 的语法,我们上面已经提到过了,希望读者朋友们去查权威的 busybox 的用户手册。这里,我们先要讲一下文件系统的构成情况。

  安排文件系统
  大家已经看到,我们的 root 文件系统为了避免麻烦,用的是标准的 ext2 文件系统。由于我们的硬盘空间很小,只有不到 16M,而且我们还要在上面放上 X Window,所以,如果我们全部用 ext2 的话,Flash 盘的有限空间会很快耗尽。我们唯一的选择是采用一个适当的压缩文件系统。考虑到 /usr 目录下面的内容在系统运行的时候,是不需要被改写的。我们决定选择只读的压缩文件系统 cramfs 来容纳 /usr 目录下面的全部内容。

  cramfs 是 Linus Torvalds 本人开发的一个适用于嵌入式系统的小文件系统。由于它是只读的,所以,虽然它采取了 zlib 做压缩,但是它还是可以做到高效的随机读取。既然 cramfs 不会影响系统读取文件的速度,又是一个高度压缩的文件系统,对于我们,它就是一个相当不错的选择了。

  我们首先把 /usr 目录下的全部内容制成一个 cramfs 的 image 文件。这可以用 mkcramfs 命令完成。得到了这个 usr.img 文件之后,我们还要考虑怎样才能在系统运行的时候,把这个 image 文件 mount 上来,成为一个可用的文件系统。由于这个 image 文件不是一个通常意义上的 block 设备,我们必须采用 loopback 设备来完成这一任务。具体说来,就是在前面提到的 /etc/init.d/rcS 脚本的前面部分,加上一行 mount 命令:


mount -o loop -t cramfs /usr.img /usr

  这样,就可以经由 loopback 设备,把 usr.img 这个 cramfs 的 image 文件 mount 到 /usr 目录上去了。哦,对了,由于要用到 loopback 设备,读者朋友们在编译内核的时候,别忘了加入内核对这个设备的支持。对于系统今后的运行来说,这个 mount 的效果是透明的。cramfs 的压缩效率一般都能达到将近 50%,而我们的系统上绝大部分的内容是位于 /usr 目录下面,这样一来,原本可能要用到 18M 的 Flash 盘,现在可能只需要 11M 就可以了。一个 14M 的 /usr 目录,给压缩成了仅仅 7M。

文章整理:西部数码--专业提供域名注册虚拟主机服务
http://www.west263.com
以上信息与文章正文是不可分割的一部分,如果您要转载本文章,请保留以上信息,谢谢!