构建嵌入式Linux系统之Buildroot

了解嵌入式Linux的同学应该都听说过“三剑客”吧,即u-boot、Linux内核(设备树作为内核的一部分)、文件系统。在构建这三者时,你可以手工配置、编译每一部分,然后打包成镜像烧录到系统中。但这样做非常繁琐,操作不友好,尤其是用Busybox构建文件系统时,要手动创建很多目录并拷贝一些文件,有时候还要自己编译移植一些其他第三方程序。那有没有简洁的办法帮我们完成“三剑客”的构建呢?诸君且往下看。

Linux世界从不缺乏优秀的框架和工具,对于构建系统的框架也不例外,比较有名的大概这三个吧:OpenWrt、Buildroot、Yocto。之前做全志方案的项目时,使用过Tina(基于OpenWrt),所以对OpenWrt多少已经了解。Yocto据说使用比较复杂,暂且不提。而Buildroot功能强大,使用简单,广受欢迎!之前也没接触过,这篇文章就学习一下Buildroot。

环境

开发板使用百问科技的imx6ull,Buildroot版本为Buildroot_2019.02LTS,交叉编译工具为arm-linux-gnueabihf,Linux宿主机系统为Linux Mint19.1。

Buildroot提供了可视化的配置界面,类似于Linux内核的menuconfig,运行配置界面,对我们实际需要的组件进行定制。

配置

在根目录下有个configs文件夹,里面放了很多Buildroot现成的配置文件,我们可以选择一个作为母版,在此基础上修改配置,而没有必要从零开始配置。这里我们就选百问科技提供的100ask_imx6ull_defconfig,里面功能太多,裁剪一下,以熟悉配置的过程。

$ make 100ask_imx6ull_defconfig
$ make menuconfig
经典的menuconfig界面

为了理解每一个选项有什么内容,可以每一项的每一层都跳进去看看具体代表什么,看字面意思就了解个大概了。碰到和自己的编译环境不一致的选项一定要改成自己的环境。

因为我要使用自己本地安装好的编译工具,所以要配置Toolchain为External Toolchain,并配置编译链的其他信息,如工具路径和前缀等:


Toolchain配置

System configuration配置项,有两点需要注意。【Enable root login with password】选项可以开启root账户登录(下一项设置密码),这样,在系统启动后需要登录才能进入shell。【Root filesystem overlay directories】可以配置一些自定义的文件和目录,用于替换Buildroot默认的相关路径文件。


System configuration配置

Kernel配置项,可以关闭,这样就不会编译输出内核镜像。打开的话,可以配置源码从远程仓库或者压缩包下载,这里我配置成从本地的git仓库下载内核源码(我把官方的源码导出一份,在本地另创建了一份git仓库,便于自己修改代码)。


Kernel配置

Target packages项主要是为系统添加一些库和应用程序,可根据实际需要进行删除和添加即可。Filesystem images项也基本不用动。

Bootloaders项,可以关闭,这样就不会编译输出uboot镜像。跟内核类似,我也配置成从本地git仓库下载源码,其他不用动。


Bootloaders配置

暂时先配置这么多,选择<Exit>退出,然后选择<Yes>保存即可。

编译

下面开始编译整个系统(当然也可以单独编译某个模块,具体命令参考文末链接):

$ make all

第一次编译可能会弹出一些错误,基本上都是没有安装一些第三方依赖工具造成的,按照提示安装即可。根据机器性能不同,首次编译时间有可能需要等待 30分钟到2个小时不等。

-------------------------- 漫长的编译中 --------------------------

输出结果

编译没有任何错误,完成后如下图所示:


编译成功后文件输出路径为output,其中out/images为各部分镜像文件:

$ tree -a output/images 
output/images
├── 100ask_imx6ull-14x14.dtb  // 设备数文件
├── emmc.img                  // 烧录到EMMC中的完整镜像
├── rootfs.cpio
├── rootfs.cpio.gz
├── rootfs.cpio.uboot
├── rootfs.ext2               // ext2格式的根文件系统
├── rootfs.ext4 -> rootfs.ext2
├── rootfs.tar
├── rootfs.tar.bz2            // 打包并压缩的根文件系统,可用于NFSROOT启动
├── sdcard.img                // 完整的SD卡系统镜像
├── u-boot-dtb.imx            // u-boot镜像
└── zImage                    // 内核镜像

output/target目录下为对应未打包的文件系统,在调试时,如有问题可借助于该目录下的文件分析原因:

$ ls -l output/target
总用量 80
drwxr-xr-x  2 evan evan 4096 2月  29 14:19 bin
drwxr-xr-x  2 evan evan 4096 3月  27 11:18 boot
drwxr-xr-x  4 evan evan 4096 3月  26 13:55 dev
drwxr-xr-x 24 evan evan 4096 2月  29 14:19 etc
drwxr-xr-x  3 evan evan 4096 2月  29 14:19 home
drwxr-xr-x  7 evan evan 4096 2月  29 14:19 lib
lrwxrwxrwx  1 evan evan    3 3月  26 16:35 lib32 -> lib
drwxr-xr-x  2 evan evan 4096 3月  27 13:30 libexec
lrwxrwxrwx  1 evan evan   11 3月  26 17:54 linuxrc -> bin/busybox
drwxr-xr-x  2 evan evan 4096 2月  29 14:19 media
drwxr-xr-x  2 evan evan 4096 2月  29 14:19 mnt
drwxr-xr-x  2 evan evan 4096 2月  29 14:19 opt
drwxr-xr-x  2 evan evan 4096 2月  29 14:19 proc
drwxr-xr-x  2 evan evan 4096 2月  29 14:19 root
drwxr-xr-x  6 evan evan 4096 3月  27 13:27 run
drwxr-xr-x  2 evan evan 4096 2月  29 14:19 samba
drwxr-xr-x  2 evan evan 4096 3月  27 13:30 sbin
drwxr-xr-x  2 evan evan 4096 2月  29 14:19 sys
-rw-r--r--  1 evan evan 1336 3月  26 16:35 THIS_IS_NOT_YOUR_ROOT_FILESYSTEM
drwxr-xr-x  5 evan evan 4096 3月  27 13:28 tmp
drwxr-xr-x  7 evan evan 4096 3月  27 13:31 usr
drwxr-xr-x  5 evan evan 4096 3月  27 12:58 var

以上~~~

关于Buildroot更详细的用法(如添加自己的App)可参考下面这个链接:
buildroot使用介绍

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