RK3568 学习笔记 : busybox 制作 ext4最小根文件系统

前言

• 开发板型号： 【正点原子】 的 RK3568 开发板 AtomPi-CA1

• 使用 VMware 虚拟机 ubuntu 20.04 编译 busybox，并制作 emmc 中的 ext4 根文件系统 rootfs

下载 busybox

• 可以在 https://busybox.net/downloads/snapshots/ 下载最新的 busybox，当前下载的是 busybox-20240427.tar.bz2

• 解压缩 busybox-20240427.tar.bz2，可以新建一个 busybox 目录，然进入 busybox 目录下，tar -xjf /mnt/hgfs/kernel/busybox-20240427.tar.bz2 -C ./，注意存放 busybox-20240427.tar.bz2 路径

编译 busybox

• 进入 解压后的 busybox 目录下，然后设置一下交叉编译工具链的路径，这里使用与编译 RK3568 Linux kernel 一样的交叉编译工具链，当前使用 gcc-arm-8.3-2019.03-x86_64-aarch64-linux-gnu

• 可以新建一个 env_aarch64.sh 的脚本，设置gcc交叉编译环境变量

#!/bin/bash

export PATH=$PATH:/home/zhangsz/tools/gcc-arm-8.3-2019.03-x86_64-aarch64-linux-gnu/bin

• 可以新建一个 编译脚本 mk.sh，用编译 busybox

#!/bin/bash

make ARCH=arm CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- $1 $2 $3 $4 $5 $6 $7 $8

• 使能环境变量， chmod 777 env_aarch64.sh source env_aarch64.sh，如果 gcc 交叉编译工具链环境变量永久设置好了，可以不需要这个操作

• 确认 gcc 交叉编译工具链有效 aarch64-linux-gnu-gcc -v，注意 rk3568 属于 ARM64 位架构，需要使用 aarch64 的 gcc 交叉编译工具链

• 编译方法

mk.sh menuconfig，然后退出【保存】默认配置

• mk.sh -j16 编译 busybox

• mk.sh install 安装，默认安装到 busybox 当前目录的 _install 目录下

zhangsz@zhangsz:~/rk3568/busybox/busybox$ ls _install/
bin  linuxrc  sbin  usr

• 只有 busybox，还不能完全称之为 最小根文件系统 rootfs

制作根文件系统 rootfs 目录

• 这里使用脚本 rootfs_create.sh，快速创建 rootfs 目录

#!/bin/bash
echo "------Create rootfs start...--------"

busybox_rootfs=_install

if [ $# -eq 0 ]; then
    echo "No rootfs Directory provided, use rootfs_new default."
    rootfs=rootfs_new
else
    echo "Number of arguments: $#"
    echo "Use rootfs Directory : $1"
    rootfs=$1
fi

if [ -d ${rootfs} ]; then
    echo "${rootfs} Directory exists."
    rm -rf ${rootfs}
else
    echo "${rootfs} : Directory does not exist."
fi

echo "-------rootfs dir : ${rootfs} -------"

# rootfs=$1
# rm -rf $rootfs
mkdir ${rootfs}
cd ${rootfs}

echo "--------Create root,dev....----------"
mkdir root dev etc boot tmp var sys proc lib lib64 mnt home usr
mkdir etc/init.d etc/rc.d

echo "make node in dev/console dev/null"
# sudo mknod -m 600 dev/console c 5 1
# sudo mknod -m 600 dev/null  c 1 3

# create etc config /etc/inittab
echo -e "::sysinit:/etc/init.d/rcS " >etc/inittab
echo -e "::askfirst:-/bin/sh " >>etc/inittab
echo -e "::ctrlaltdel:/sbin/reboot " >>etc/inittab
echo -e "::shutdown:/bin/umount -a -r " >>etc/inittab

# create etc config /etc/init.d/rcs
echo -e "#! /bin/sh " >etc/init.d/rcS
echo -e "mount -t sysfs none /sys " >>etc/init.d/rcS
echo -e "mount -t proc none /proc " >>etc/init.d/rcS
echo -e "mount -t tmpfs tmpfs /tmp" >>etc/init.d/rcS
echo -e "mdev -s " >>etc/init.d/rcS
chmod +x etc/init.d/rcS

# create etc config /etc/fstab
echo -e "proc       /proc       proc        defaults 0 0 " >etc/fstab
echo -e "sysfs      /sys        sysfs       defaults 0 0 " >>etc/fstab
echo -e "devtmpfs   /dev        devtmpfs    defaults 0 0 " >>etc/fstab
echo -e "tmpfs      /tmp        tmpfs       defaults 0 0 " >>etc/fstab
echo -e "tmpfs      /var        tmpfs       defaults 0 0 " >>etc/fstab

echo "-------make rootfs done---------"
cd ..
cp -r ${busybox_rootfs}/* ${rootfs}

• 脚本说明：busybox_rootfs=_install 指向 busybox 编译后安装 install 的目录

• 制作 ext4 镜像时，可能 dev/console 与 dev/null 提示异常，可以不生成，依旧能正常进入 Linux 控制台

• 运行 chmod 777 rootfs_create.sh ./rootfs_create.sh 即可生成 rootfs 目录

拷贝 lib

• 需要把 gcc 交叉编译工具链中的 libc 下的 lib 与 lib64 拷贝到 rootfs 目录下的 lib 与 lib64 目录，这些是一些 动态共享库

• sudo cp -rf /home/zhangsz/tools/gcc-arm-8.3-2019.03-x86_64-aarch64-linux-gnu/aarch64-linux-gnu/libc/lib/* rootfs_new/lib/

• sudo cp -rf /home/zhangsz/tools/gcc-arm-8.3-2019.03-x86_64-aarch64-linux-gnu/aarch64-linux-gnu/libc/lib64/* rootfs_new/lib64/

• 可以查看一下 拷贝的 lib 共享库， lib 下主要是 ld-linux-aarch64.so.1，默认是一个 文件软链接，lib64 目录下文件较多

$ ls lib
ld-linux-aarch64.so.1

$ ls lib64/
ld-2.28.so               libc.so.6       libnss_compat-2.28.so  libnss_hesiod-2.28.so  librt.so.1
libanl-2.28.so           libdl-2.28.so   libnss_compat.so.2     libnss_hesiod.so.2     libSegFault.so
libanl.so.1              libdl.so.2      libnss_db-2.28.so      libpcprofile.so        libthread_db-1.0.so
libBrokenLocale-2.28.so  libm-2.28.so    libnss_db.so.2         libpthread-2.28.so     libthread_db.so.1
libBrokenLocale.so.1     libmemusage.so  libnss_dns-2.28.so     libpthread.so.0        libutil-2.28.so
libc-2.28.so             libm.so.6       libnss_dns.so.2        libresolv-2.28.so      libutil.so.1
libcrypt-2.28.so         libnsl-2.28.so  libnss_files-2.28.so   libresolv.so.2
libcrypt.so.1            libnsl.so.1     libnss_files.so.2      librt-2.28.so

拷贝 Linux 内核编译的 ko

• 如果内核编译后，生成了 ko 目录，下面有个 lib 目录，需要把 ko 目录下的 lib 目录 拷贝到 rootfs/lib 目录下，如果不拷贝，一些依赖的 ko 可能无法正常加载，导致驱动无法正常工作

制作 ext4 文件系统镜像

• 这里使用 make_ext4fs

• 首先确认 ext4 mmc rootfs 分区的大小，可以在 u-boot 下 运行 mmc part 查看

=> mmc part

Partition Map for MMC device 0  --   Partition Type: EFI

Part    Start LBA       End LBA         Name
        Attributes
        Type GUID
        Partition GUID
  1     0x00004000      0x00005fff      "uboot"
        attrs:  0x0000000000000000
        type:   05660000-0000-4873-8000-5a20000035d8
        guid:   b4250000-0000-4628-8000-7544000002ba
  2     0x00006000      0x00085fff      "boot"
        attrs:  0x0000000000000000
        type:   7c180000-0000-4f18-8000-50a800001445
        guid:   3b690000-0000-4079-8000-2a4a00007a87
  3     0x00086000      0x0733bfbf      "rootfs"
        attrs:  0x0000000000000000
        type:   0e110000-0000-461a-8000-5c66000022cd
        guid:   614e0000-0000-4b53-8000-1d28000054a9
=>

• 这里 “rootfs” 分区 0x00086000 0x0733bfbf "rootfs" 大小为 （0x0733bfbf - 0x00086000 + 1）* 512 字节

• 因此制作 ext4 镜像的命令 make_ext4fs -l 58731M -s rootfs.img rootfs_qemu/，注意我当前的 rootfs 目录是 rootfs_qemu，58731M 是上面计算出来的 rootfs 分区大小

• 生成的镜像： rootfs.img，可以使用 RK 工具烧写到 rootfs 分区

烧写后运行

• 运行后，发现新制作的文件系统正常工作了

• u-boot 启动参数

bootargs=console=ttyS2,1500000 earlycon=uart8250,mmio32,0xfe660000 root=/dev/mmcblk0p3 rootfstype=ext4 rw rootwait

bootcmd=ext4load mmc 0:2 0x280000 Image;ext4load mmc 0:2 0x8300000 rk3568-atk-atompi-ca1.dtb;booti 0x280000 - 0x8300000

• 自此，rk3568 开发板 最小 ext4 rootfs 根文件系统制作完成

小结

• rk3568 属于 aarch64 （ARM 64位）平台，需要使用相应的 aarch64 gcc 交叉编译工具链 编译 busybox

• 基于 busybox 根文件系统的制作方法其实不难，当前后续可以继续完善，加入一些库与应用程序，让 Linux 内核功能丰富起来