本文属于《 TinyEMU模拟器基础系列教程》之一，欢迎查看其它文章。

1 busybox简介

BusyBox作为一个集成了众多常用命令和工具的软件，用户可以直接通过命令行调用这些工具，无需单独安装每个工具。这使得BusyBox在嵌入式系统、小型Linux系统或资源受限的环境中特别有用，因为它可以显著减少系统所需的存储空间，同时提供基本的命令行操作和管理能力。

此外，BusyBox的集成性也提高了系统的可维护性和易用性。由于BusyBox包含了大量的常用命令，用户无需担心系统中缺少某些必要的工具，可以更加方便地进行系统配置、文件操作、网络管理等任务。

因此，编译好的BusyBox可执行程序，通常会被放到文件系统的/bin目录，可以使得这些命令和工具在系统启动时就被加载并可用，方便用户进行系统操作和管理。

2 编译busybox

busybox 官网：https://busybox.net/

可以通过 buildroot 或 busybox 来生成；busybox 代码量比较小，比较简单，生成的 rootfs 也比较小，因此采用busybox这种方式。

2.1 下载busybox源码

git clone https://gitee.com/mirrors/busyboxsource.git

此仓库是为了提升国内下载速度的镜像仓库，每日同步一次。 原始仓库： https://github.com/mirror/busybox

2.2 进入源码目录

cd busyboxsource

2.3 配置busybox

make ARCH=riscv CROSS_COMPILE=riscv64-unknown-linux-gnu- defconfig
make ARCH=riscv CROSS_COMPILE=riscv64-unknown-linux-gnu- menuconfig

这里RISC-V交叉编译器安装，参考《TinyEMU之Linux Kernel编译》。

2.4 选择使用静态编译

勾选Setting->---Buildroot Options->Build static binary

2.5 执行编译

make ARCH=riscv CROSS_COMPILE=riscv64-unknown-linux-gnu- -j128

源码目录下，生成了二进制文件： busybox。
可以通过file busybox命令来查看编译成的busybox 是哪个平台的。

busybox中，包含了大量linux命令工具，当系统启动后，就可以很方便的使用这些命令；所以，我们后续，需要将busybox放入文件系统中。

3 创建文件系统目录结构

3.1 创建工作路径

cd ..
mkdir initramfs
cd initramfs/
sudo su				# 切换到 root 账户

3.2 创建文件系统主要目录

mkdir -p {bin,sbin,dev,etc,home,mnt,proc,sys,usr,tmp}
mkdir -p usr/{bin,sbin}
mkdir -p proc/sys/kernel

3.3 创建必要设备节点

cd dev/
sudo mknod sda b 8 0 
sudo mknod console c 5 1
cd ..

在dev目录下，创建一个名为sda的块设备文件节点，执行该命令后，dev/sda文件就被创建成功。

• ”b”表示设备类型为块设备
• 8表示主设备号
• 0表示次设备号

在dev目录下，创建一个名为console的字符设备文件节点，执行该命令后，dev/console文件就被创建成功。

• ”c”表示设备类型为字符设备
• 5表示主设备号
• 1表示次设备号

3.4 拷贝编译好的 busybox

cp ../busyboxsource/busybox ./bin/

3.5 创建 init 文件

我们在initramfs目录下，创建init文件。
这个init文件，就是init进程，它是内核启动的第一个用户级进程。

我们把内核启动后，需要做的一些事情，写入init文件中，当内核启动后，就会自动执行它。

vim init

输入以下内容：

#!/bin/busybox sh# Make symlinks
/bin/busybox --install -s# Mount system
mount -t proc      proc      /proc
mount -t sysfs     sysfs     /sys
mount -t tmpfs     tmpfs     /tmp# Busybox TTY fix
setsid cttyhack sh# https://git.busybox.net/busybox/tree/docs/mdev.txt?h=1_32_stable
echo /sbin/mdev > /proc/sys/kernel/hotplug
mdev -ssh

接下来，解释这些命令。

• /bin/busybox --install -s ：将 BusyBox 中的多个命令链接到系统的 /bin目录中，作为单独的命令来使用。
• mount -t proc proc /proc：把proc这个虚拟文件系统挂载到/proc目录，proc文件系统由内核提供。
• mount -t sysfs sysfs /sys：把sysfs这个虚拟文件系统挂载到/sys目录，sysfs文件系统由内核提供。
• mount -t tmpfs tmpfs /tmp：把tmpfs这个虚拟文件系统挂载到/tmp目录，tmpfs文件系统由内核提供。
• setsid cttyhack sh：在后台启动一个新的终端shell会话进程，并将其与当前会话分离。
• echo /sbin/mdev > /proc/sys/kernel/hotplug：设置Linux内核的热插拔处理脚本为/sbin/mdev，当系统中有设备被热插拔（例如，USB设备被插入或拔出）时，应该调用 /sbin/mdev 这个脚本来处理这些事件。
• mdev -s：在系统启动或动态加载驱动程序时，扫描/sys/class和/sys/block目录，查找并读取dev属性文件，获取设备编号，然后根据这些信息在/dev目录下自动创建设备节点文件。

3.6 赋予 init文件 可执行权限

chmod +x init

到这里，initramfs目录下，已经具备了一个linux文件系统的基本目录了。

4 制作文件系统镜像

这一节，就是把上述目录结构，打包成ext2镜像文件。

4.1 创建 ext2 文件

生成4M大小的，空白镜像文件initramfs.ext2

dd if=/dev/zero of=initramfs.ext2 bs=1M count=4

将镜像文件initramfs.ext2，格式化为ext2文件系统

mkfs.ext2 initramfs.ext2

4.2 将目录结构拷贝进 ext2 文件

创建目录

/mnt/ext2/

将initramfs.ext2，挂载到/mnt/ext2/目录

mount -t ext2 initramfs.ext2 /mnt/ext2/

挂载到/mnt/ext2/目录后，当你在 /mnt/ext2/ 下写入文件或修改文件时，这些更改会反映到 initramfs.ext2 文件中。

拷贝initramfs目录内容，至/mnt/ext2/

cp -pr initramfs/* /mnt/ext2/

4.3 创建 init 链接

进入目录

cd /mnt/ext2/sbin/

在/mnt/ext2/sbin/目录下，创建init文件的软链接

ln -s ../init .

ln -s ../init .命令：在当前目录下创建一个名为init的符号链接，这个链接指向上一级目录中的init文件或目录。
相当于，linux可以从/和/sbin/目录下，执行init脚本。

4.4 取消挂载

cd -
umount /mnt/ext2/
sync		# 强制内容立刻写入文件

到这里，我们已经对initramfs.ext2文件写入完毕，写入的内容，主要包括busybox、目录结构、init文件以及软链接等。

initramfs.ext2，即为可供 TinyEMU 启动的 root 文件系统。