BusyBox 建構嵌入式 Linux 檔案系統完整實戰指南

BusyBox 核心優勢

被譽為嵌入式 Linux 的「瑞士刀」，將百餘個常用 UNIX 命令整合到單一執行檔中。透過符號連結機制，同一執行檔根據呼叫名稱執行不同功能（如 ls 連結到 busybox 執行列目錄）。單一執行檔最大化共享程式碼、檔案頭、記憶體控制區塊，極大減少資源佔用。

編譯配置關鍵步驟

1. 取得原始碼

wget https://www.busybox.net/downloads/busybox-1.00.tar.gz
tar xzf busybox-1.00.tar.gz
cd busybox-1.00

2. 選單配置 make menuconfig

三大關鍵配置區塊：

• Build Options：交叉編譯前綴設定
• Installation Options：安裝路徑（建議直接指定根檔案系統根目錄）
• Login/Password Management Utilities：啟用內建密碼/群組功能，避免 glibc 配置麻煩

必選命令模組

• Login 相關：getty、login、passwd（原屬 tinylogin）
• 網路管理：telnetd（遠端除錯神器）
• 核心參數替代：若不需互動登入，核心參數 init=/bin/sh 可直接進入 Shell

3. 編譯安裝

make
make install

產出結構：_install/{bin,sbin,usr,etc}，執行檔約 300KB (動態) / 800KB (靜態)，完整檔案系統可控制在 1MB 以內。

檔案系統完善關鍵步驟

1. 建立標準目錄結構

mkdir -p mnt root var tmp proc boot etc lib
mkdir -p var/{lock,log,mail,run,spool}
chown -R 0:0 *

2. 動態連結庫部署

# lib 目錄需包含：
ld-2.3.2.so
ld-linux.so.2 -> ld-2.3.2.so
libc-2.3.2.so
libc.so.6 -> libc-2.3.2.so
libcrypt-2.3.2.so
libcrypt.so.1 -> libcrypt-2.3.2.so

3. /etc 關鍵配置檔

參考 busybox/examples/bootfloppy/etc/ 範例：

inittab - 系統啟動腳本入口

::sysinit:/etc/init.d/rcS
tty0::respawn:/sbin/getty 38400 tty0
tty2::askfirst:/bin/sh
::ctrlaltdel:/sbin/reboot
::shutdown:/bin/umount -a -r
::shutdown:/bin/mount -o remount,ro /

• 第一行：指定系統啟動腳本 /etc/init.d/rcS
• 第二行：tty0 啟用 getty 登入
• 第三行：tty2 免登入直接進 Shell
• 第四行：Ctrl+Alt+Del 重啟
• 最後兩行：關機時重新掛載唯讀

fstab - 檔案系統掛載表

proc     /proc     proc    defaults 0 0
/dev/hda1 /        ext2    rw,noauto 0 1
devpts   /dev/pts  devpts  defaults 0 0

第三行 devpts 為 telnetd 提供虛擬終端支援。

啟動腳本 rcS 範例

#!/bin/sh
# 掛載虛擬檔案系統
mount -t proc proc /proc
mount -t sysfs sysfs /sys
mount -t devpts devpts /dev/pts

# 啟動系統服務
/sbin/syslogd
/sbin/klogd

# 網路初始化
ifconfig lo 127.0.0.1
ifconfig eth0 192.168.1.100

# 啟動 telnetd
telnetd

進階優化技巧

• 使用 strip 進一步減小執行檔
• 啟用 CONFIG_FEATURE_INSTALLER 支援模組化安裝
• 針對特定架構優化 CFLAGS (如 -march=armv5te)
• 建立 /etc/profile 設定環境變數與別名