busybox的使用、啟動方式及重要文件說明

導讀

命令是linux操作系統(tǒng)獨特的藝術，雖然Windows操作系統(tǒng)也有命令，但相比之下，linux的命令更加強大且具有魅力。大多數(shù)桌面和嵌入式linux發(fā)行版都包含了很多功能完備的命令行工具，然而busybox短小精悍，可以替代這些工具，在資源有限的嵌入式linux系統(tǒng)中更具有優(yōu)勢。

busybox的使用

站在使用的角度，busybox的使用非常簡單，如果配置和編譯過linux內(nèi)核，將會發(fā)現(xiàn)使用思路是一樣的：

（1）獲取busybox源碼。

（2）在終端執(zhí)行一個配置工具（可以使用make menuconfig編譯出宿主機上的配置圖形界面進行配置），如下圖：

在工具中可以指定交叉編譯器路徑、想要的命令、busybox的支持特性、安裝路徑等配置。

對于busybox的配置有以下幾種：1、defconfig，缺省配置，也是默認配置選項。2、allyesconfig，全選配置，也就是選中busybox的所有功能。3、allnoconfig，最小配置。在實際使用中，圖形化配置方式是一種較常使用的方法。

（3）在終端運行make命令來構建busybox源碼。

（4）將編譯出的二進制工具和一系列的符號鏈接安裝到我們的目標系統(tǒng)中。（還需要將相關的動態(tài)鏈接庫安裝到對應的路徑下，確保busybox下的程序能正常啟動運行）。

通過以上步驟，就可以使用busybox了。

busybox的啟動方式

在linux內(nèi)核啟動后期，會嘗試執(zhí)行/sbin/、/etc、/bin三個目錄中的init。在busybox下的init運行后，首先則會提示busybox找到不/etc/init.d/rcS文件（編譯構建出的busybox本身是沒有這個路徑下的rcS文件的），這是busybox搜索的默認初始化腳本文件，我們則可以創(chuàng)建該文件，至于文件中寫些什么內(nèi)容，后文會描述到。

在busybox完成初始化后，會顯示一條提示信息，要求我們按下回車鍵，以激活一個控制臺。當busybox檢測到回車鍵被按下后，則會執(zhí)行一個ash（busybox的內(nèi)置shell）會話，然后我們就可以在其中輸入命令了，busybox會根據(jù)我們輸入的命令執(zhí)行對應的命令操作。

一般情況下，一個基于busybox構建的根文件系統(tǒng)，我們能夠使用大約100多個工具，包括：核心工具、文件處理工具、網(wǎng)絡工具和一個shell程序，基于這些工具，我們則可以構建自己的系統(tǒng)應用程序了。

rcS初始化腳本

在初始化一個基于busybox的嵌入式系統(tǒng)時，rcS初始化腳本是首選的方式。由于不同應用場景和需求，rcS啟動腳本中的內(nèi)容都會不一樣：有的會創(chuàng)建目錄、循環(huán)執(zhí)行子目錄中腳本文件（這種方式可以劃分多個腳本文件，清晰明了，便于管理）、掛載文件系統(tǒng)、啟動linux服務，啟動相應的應用程序等，這里描述一個最簡單的rcS腳本文件：

?

#!/bin/sh

mount?-t?proc?/proc/proc

syslogd

klogd

ifconfig?lo?127.0.0.1

xinetd

busybox?sh

/bin/my_app

?

上述腳本中依次執(zhí)行的操作是：

（1）掛載/proc文件系統(tǒng)，掛載點是/proc目錄。

（2）開啟系統(tǒng)的日志程序，便于捕捉系統(tǒng)啟動中出現(xiàn)的問題。

（3）開啟系統(tǒng)日志守護程序。

（4）配置系統(tǒng)的本地回環(huán)接口。

（5）啟動英特網(wǎng)超級服務器xinetd。

（6）啟動shell。

（7）啟動運行我們自己設計的應用程序my_app。

busybox重要文件

在busybox安裝目錄/etc下，存在幾個必須的基本文件和目錄：

（1）inittab文件

/etc/inittab文件中不同action類型有著先后順序：

SYSINIT > WAIT > ONCE > RESPAWN | ASKFIRST

在busybox源碼中，定義如下：

?

#define SYSINIT ????0x01 ?//最先開始啟動，并且執(zhí)行完畢后才會進入WAIT。
#define WAIT ???????0x02 ?//在SYSINIT之后啟動，并且執(zhí)行完畢后才會啟動ONCE。
#define ONCE ???????0x04 ?//在WAIT之后啟動，但是后面的并不需要等待執(zhí)行完畢。
#define RESPAWN ????0x08 ?//在ONCE之后啟動，退出后會重新啟動。
#define ASKFIRST ???0x10??//類似RESPAWN，但是需要確認。
#define CTRLALTDEL ?0x20??//收到SIGINIT后執(zhí)行，并且執(zhí)行完畢后開始執(zhí)行RESPAWN和ASKFIRST。
#define SHUTDOWN ???0x40??//在kill所有進程之后啟動SHUTDOWN。這是為RESTART或者底層halt/reboot/poweroff做準備。
#define RESTART ????0x80??//收到SIGQUIT后執(zhí)行RESTART。

?

在busybox的init程序中，會讀取/etc/inittab文件，該文件中的內(nèi)容由若干條指令組成，每條指令的結構都是一樣的，以“:”分隔的4個字段組成，格式如下：

:::

id：每個指令的標識符，不能重復。但是對于 busybox 的 init 來說，有著特殊意義。對于busybox而言用于指定啟動進程的控制tty，一般我們將串口或者LCD屏幕設置為控制tty。

runlevels：對 busybox 來說此項完全沒用，所以空著。

action：表示動作，用于指定可能用到的動作。busybox 支持的動作如下圖所示：

process：表示具體的動作操作，比如程序、腳本或命令等。

例如下圖所示的配置選擇：

（2）fstab文件

fstab文件用于指定在linux啟動以后自動配置哪些需要自動掛載的分區(qū)，文件中內(nèi)容格式如下：

file system：要掛載的特殊的設備，也可以是塊設備，比如/dev/sda 等等。

mount point：掛載點。

type：文件系統(tǒng)類型，例如ext2、ext3、proc、romfs、tmpfs等等。

options：掛載選項，在ubuntu中輸入man mount命令可以查看具體的選項。一般使用defaults，也就是默認選項，defaults 包含了 rw、suid、 dev、 exec、 auto、 nouser 和 async。

dump：該參數(shù)值設置為1，表示允許備份，設置為0表示不備份，在實際應用中我們一般不備份，因此該參數(shù)值設置為0。

pass：磁盤檢查設置，參數(shù)值設置為0表示不檢查。根目錄‘/’設置為 1，其他的都不能設置為1，其他的分區(qū)從2開始。一般不在fstab中掛載根目錄，因此這里一般設置為0。

例如下列的配置選擇：

（3）profile文件

該文件不是必須的，該文件是shell讀取的配置文件。profile腳本文件是傳遞給ash程序的，在ash程序中會讀取profile文件中的內(nèi)容，作為環(huán)境變量的參數(shù)配置。例如下列配置選擇：

上述配置腳本中，首先設置PATH、PS1環(huán)境變量，PS1變量表示：我們在使用命令行時的命令提示符的格式，每一次按下回車后系統(tǒng)都會調(diào)用PS1變量，產(chǎn)生新的命令提示符等待輸入。然后設置了PAGER、EDITOR環(huán)境變量。接著，循環(huán)執(zhí)行/etc/profile.d/目錄下的所有的shell腳本。

（4）passwd文件

passwd文件由多條記錄組成，例如如下的內(nèi)容：

?

root0root:/root:/bin/sh
daemon1daemon:/usr/sbin:/bin/false
bin2bin:/bin:/bin/false
sys3sys:/dev:/bin/false
sync4sync:/bin:/bin/sync
mail8mail:/var/spool/mail:/bin/false
www-data33www-data:/var/www:/bin/false
operator37Operator:/var:/bin/false
nobody65534nobody:/home:/bin/false
dbus1000DBus?messagebus?user:/var/run/dbus:/bin/false
systemd-bus-proxy1001Proxy?D-Bus?messages?to/from?a?bus:/:/bin/false
systemd-journal-gateway1002Journal?Gateway:/var/log/journal:/bin/false
systemd-journal-remote1003Journal?Remote:/var/log/journal/remote:/bin/false
systemd-journal-upload1004Journal?Upload:/:/bin/false
systemd-network1005Network?Manager:/:/bin/false
systemd-resolve1006Network?Name?Resolution?Manager:/:/bin/false
systemd-timesync1007Network?Time?Synchronization:/:/bin/false

?

（注：不同linux系統(tǒng)環(huán)境，在文件中的內(nèi)容可能會不一樣。）

每條記錄占一行，記錄了一個賬號的所有相關信息，單條記錄由7個字段組成，每個字段之間用“：”隔開，其格式如下：

usernameUIDconnection:home dictionary:shell

『字段含義』

username：用戶名

它唯一地標識了一個用戶帳號，用戶在登錄時使用的就是它。

password：該賬戶的口令

passwd文件中存放的密碼是經(jīng)過加密處理的。Linux的加密算法很嚴密，其中的口令幾乎是不可能被破解的。

User ID用戶識別碼，簡稱UID

Linux系統(tǒng)內(nèi)部使用UID來標識用戶，而不是用戶名。UID是一個整數(shù)，用戶的UID互不相同。0是系統(tǒng)管理員賬號，1-499是系統(tǒng)保留賬號，500+即一般賬號。

Group ID用戶組識別碼，簡稱GID

不同的用戶可以屬于同一個用戶組，享有該用戶組共有的權限。與UID類似，GID唯一地標識了一個用戶組。用usermod -g 設置。

comment 這是給用戶帳號做的注解

它一般是用戶真實姓名、電話號碼、住址等，當然也可以是空的。

home directory 主目錄

這個目錄屬于該帳號，當用戶登錄后，它就會被置于此目錄中，就像回到家一樣。一般來說，root帳號的主目錄是/root，其他帳號的家目錄都在/home目錄下，并且和用戶名同名。用usermod -d設置。

login command 用戶登錄后執(zhí)行的命令

一般來說，這個命令將啟動一個shell程序。例如，用bbs帳號登錄后，會直接進入bbs系統(tǒng)，這是因為bbs帳號的login command指向的是bbs程序，等系統(tǒng)登錄到bbs時就自動運行這些命令。

總結

本文是小生分析busybox源碼的最后一篇，描述了經(jīng)busybox構建完成后的最小根文件系統(tǒng)中需要添加哪些文件以及文件的解析過程。

從使用者的角度來看，能夠編譯構建busybox，能夠填充最小的根文件系統(tǒng)滿足實際的應用需求，就已經(jīng)差不多了。

從設計的角度來看，busybox的源碼和linux內(nèi)核、u-boot源碼一樣，具有出色的設計思維和優(yōu)秀的構建思想在里面，小生的文章僅僅是冰山一角啦！