12 编译2022年最新的BusyBox rootfs源码，并用QEMU模拟器运行

编译2022年最新的BusyBox rootfs 1.35.0源码，并用QEMU模拟器运行

• Gitee源码和工程地址：才鲸嵌入式 / 嵌入式QEMU教程
• CSDN文章地址：项目介绍：嵌入式QEMU教程

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• 前提：编译U-Boot和Linux kernel源码时，源码版本、PC主机Linux系统版本、交叉编译器版本都有影响，最好按照网上教程中相同的版本来尝试，要不然经常会遇到编译时遇到了问题，但又搜不到解决方法的尴尬局面。

• 必须在Linux系统中编译（如Ubuntu），不能在MSYS2中编译。

1）直接编译Linux源码并运行

2、Busybox生成文件系统需要的系统应用程序和制作根文件系统

• MSYS2中的QEMU不能引导文件系统（未尝试去查找解决该问题），在Linux下运行QEMU能正常引导。

  • 在Ubuntu下安装QEMU：sudo apt install qemu-system-arm

• 从官网下载最新的BusyBox发布版本：busybox-1.35.0.tar.bz2

  • 如果想要尝试最新的未形成版本的源码，则下载 busybox-snapshot.tar.bz2

• 因为BusyBox源码更新较慢，ARM最新的编译器11.3编译BusyBox报错无法解决，所以我改用老版本的编译器，能编译通过

• 10.2版本编译器ARM官方下载地址：gcc-arm-10.2-2020.11-x86_64-arm-none-linux-gnueabihf.tar.xz

  • 解压后需要重新输出编译器路径：

• 交叉编译环境的配置方法和上面编译U-Boot时相同

# 因为我当前不编译Linux PC下的程序，所以我直接将整个环境都配成交叉编译的
export ARCH=arm
export CROSS_COMPILE=arm-none-linux-gnueabihf-
# 增加交叉编译器的路径，修改成你自己解压的路径
export PATH=$PATH:/home/jim/Desktop/tools/gcc-arm-10.2/bin
# 如果之前以及输出了别的版本gcc的路径，则需并重新注销或者重启Ubuntu后再执行上面的步骤
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• 编译：
  • make menuconfig
  • 设置 Build Options 开启静态编译(提示: 可使用 / 搜索 static)
    • 在第一行Settings —>上回车，在滚动到中间位置，找到 [ ] Build static binary (no shared libs)并按空格，让括号内多一个星号表示选中，再按两次Esc，在弹出框中按回车保存配置
  • make -j4
  • make install
• 编译过程中报错时需要安装的依赖库
  • sudo apt install libncurses5-dev

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• 以下内容无效。以下为尝试解决最新的ARM GCC编译器编译时的问题，但最终失败，但保留重新编译安装coreutils工具集的步骤：

• 遇到报错无法解决：

coreutils/dd.c: 在函数‘dd_output_status’中:
coreutils/dd.c:123:21: 编译器内部错误： 非法指令
  123 | #define G (*(struct globals*)bb_common_bufsiz1)
      |                     ^~~~~~~
coreutils/dd.c:192:29: 附注： in expansion of macro ‘G’
  192 |         seconds = (now_us - G.begin_time_us) / 1000000.0;
      |                             ^
free(): invalid next size (fast)
editors/awk.c: 在函数‘next_token’中:
editors/awk.c:1121:17: 编译器内部错误： 已放弃
 1121 |                 debug_printf_parse("%s: using concat-inserted token\n", __func__);
      |                 ^~~~~~~~~~~~~~~~~~
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• 重新编译安装coreutils也无法解决报错的问题：
  • sudo apt install git
  • git clone git://git.sv.gnu.org/coreutils
    • 编译步骤参考：coreutils.git/plain/README
  • 注释掉

export ARCH=arm
export CROSS_COMPILE=arm-none-linux-gnueabihf-
export PATH=$PATH:/home/jim/Desktop/tools/arm-gnu-toolchain-11.3/bin
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• 然后登出系统（注销），再重新登入（或者重启也可以），去掉当前环境中的交叉编译环境变量
• 进入coreutils目录
• ./bootstrap 运行要一会儿，且没有打印提示，可以通过看自己CPU占用率来判断是否结束
• 执行时报错，则：
  • sudo apt-get install autoconf
  • sudo apt-get install autopoint
  • sudo apt-get install gperf
  • sudo apt-get install texinfo
• ./configure
• make CFLAGS=‘-w’ -j4
• sudo make install
• 重新编译Busybox仍然报错。
• 以上内容无效。

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已在BusyBox源码文件夹下生成了_install目录，里面有板子上能用到的各种系统命令

制作根文件系统：
mkdir my_mnt
dd if=/dev/zero of=rootfs.img bs=1024 count=16384  # 创建 16MB 虚拟磁盘
mkfs.ext2 rootfs.img                               # 格式化成 ext2 格式文件系统
sudo mount -o loop rootfs.img my_mnt               # 将镜像文件和块设备关联并挂载设备到my_mnt
sudo cp -r _install/* my_mnt                       # 将 BUsybox 所有生成的程序拷贝到根目录

# 创建4个tty设备（c代表字符设备，4是主设备号，1~4分别是次设备号）
sudo mkdir -p my_mnt/dev
sudo mknod my_mnt/dev/tty1 c 4 1
sudo mknod my_mnt/dev/tty2 c 4 2
sudo mknod my_mnt/dev/tty3 c 4 3
sudo mknod my_mnt/dev/tty4 c 4 4

# 创建终端
sudo mknod -m 666 my_mnt/console c 5 1
sudo umount my_mnt                                        
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• 将生成的rootfs.img拷贝Ubuntu桌面
• 将之前的u-boot和vexpress-v2p-ca9.dtb拷贝到Ubuntu桌面
• 编译好的rootfs.img、zImage和vexpress-v2p-ca9.dtb文件我已经放在另一个仓库中，地址为：https://gitee.com/langcai1943/linux_kernel_u-boot_busybox_code_comments/tree/develop/bin/v1.0.0
• 在Ubuntu桌面上打开终端
• 在Ubuntu终端中执行 qemu-system-arm -M vexpress-a9 -m 256M -nographic -kernel zImage -dtb vexpress-v2p-ca9.dtb -sd rootfs.img -append “root=/dev/mmcblk0 rw console=ttyAMA0”
• 可以看到效果：

jim@jim:~/Desktop/usr$ qemu-system-arm -M vexpress-a9 -m 256M -nographic -kernel zImage -dtb vexpress-v2p-ca9.dtb -sd rootfs.img -append "root=/dev/mmcblk0 rw console=ttyAMA0" 
WARNING: Image format was not specified for 'rootfs.img' and probing guessed raw.
         Automatically detecting the format is dangerous for raw images, write operations on block 0 will be restricted.
         Specify the 'raw' format explicitly to remove the restrictions.
pulseaudio: set_sink_input_volume() failed
pulseaudio: Reason: Invalid argument
pulseaudio: set_sink_input_mute() failed
pulseaudio: Reason: Invalid argument
Booting Linux on physical CPU 0x0
Linux version 6.1.0-rc6 (jim@jim) (arm-none-linux-gnueabihf-gcc (Arm GNU Toolchain 11.3.Rel1) 11.3.1 20220712, GNU ld (Arm GNU Toolchain 11.3.Rel1) 2.38.20220708) #1 SMP Fri Nov 25 23:17:29 CST 2022
CPU: ARMv7 Processor [410fc090] revision 0 (ARMv7), cr=10c5387d
CPU: PIPT / VIPT nonaliasing data cache, VIPT nonaliasing instruction cache
OF: fdt: Machine model: V2P-CA9
Memory policy: Data cache writeback
Reserved memory: created DMA memory pool at 0x4c000000, size 8 MiB
OF: reserved mem: initialized node vram@4c000000, compatible id shared-dma-pool
cma: Reserved 16 MiB at 0x6f000000
Zone ranges:
  Normal   [mem 0x0000000060000000-0x000000006fffffff]
Movable zone start for each node
Early memory node ranges
  node   0: [mem 0x0000000060000000-0x000000006fffffff]
Initmem setup node 0 [mem 0x0000000060000000-0x000000006fffffff]
CPU: All CPU(s) started in SVC mode.
percpu: Embedded 15 pages/cpu s30612 r8192 d22636 u61440
Built 1 zonelists, mobility grouping on.  Total pages: 65024
Kernel command line: root=/dev/mmcblk0 rw console=ttyAMA0
printk: log_buf_len individual max cpu contribution: 4096 bytes
printk: log_buf_len total cpu_extra contributions: 12288 bytes
printk: log_buf_len min size: 16384 bytes
printk: log_buf_len: 32768 bytes
printk: early log buf free: 14944(91%)
......
can't run '/etc/init.d/rcS': No such file or directory

Please press Enter to activate this console. 
/ # ls
bin         dev         linuxrc     lost+found  sbin        usr
/ # 
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• 参考网址
  • QEMU 实验(一): u-boot 和 kernel 编译
  • linux系统移植(qemu)+文件系统制作(busybox)+nfs
  • 根文件系统及Busybox详解之一