编译内核

　　试验成功 LILO 的安装以后，我们开始考虑编译一个新的内核。当然，要编译新的内核，我们首先要进入我们的工作系统。这里有两个办法进入工作系统，一是在 BIOS 里面设置从 IDE2 启动，当然，这就要求当初安装工作系统的时候，要把 LILO 安装在 /dev/hdb 上；另一个办法是还是从 IDE1 启动，不改变 BIOS 的设置，但是在看到 LILO 的提示符的时候，要键入 linux root=/dev/hdb1，最前面的 linux 是在 lilo.conf 里面定义的一个 entry，我们只采用这个 entry 所指定的 Kernel Image，但是用 /dev/hdb1 作为 root 文件系统。两个办法可能有的时候一个比另一个好，更方便一些。这就要看具体的情况了。不过，它们的设置并不是互相冲突的。

　　在编译内核的时候，由于我们的内核是只有一台机器使用的，所以我们应该对它的情况了如指掌；另外一方面，为了减低不必要的复杂性，我们决定不用 kernel module 的支持，而把所有需要的东西直接编译到内核的里面。这样编译出来的内核，在一台普通的 586 主板上，把所有必要的功能都加进去，一般也不到 800K 字节。所以，这个办法是可行的。而且减低了 init scripts 的复杂程度。从运行方面来考虑，由于需要的 kernel 代码反正是要装载到内存中的，所以并不会引起内存的浪费。

　　在我们的目标平台上，我们希望使用 USB 存储设备。还有一点要注意的，就是对 Frame buffer 的支持。这主要是为了支持 XFree86。一般说来，如果我们的显卡是 XFree86 直接支持的，那当然最好，也就不需要 frame buffer 的内核支持。但是如果 XFree86 不支持我们的显卡，我们可以考虑用 VESA 模式。但是 XFree86 的 VESA 卡支持运行起来不太漂亮，还有安全方面的问题，有时在启动和退出 X Window 的时候会出现花屏。所以我们可以采用 kernel 的 vesa 模式的 frame buffer，然后用 xfree86 的 linux frame buffer 的驱动程序。这样一般就看不到花屏的现象了，而且安全方面也没有任何问题。

　　devfs 也是我们感兴趣的话题。如果 kernel 不使用 devfs，那么系统上的 root 文件系统就要有 /dev 目录下面的所有内容。这些内容可以用 /dev/MAKEDEV 脚本来建立，也可以用 mknod 手工一个一个来建。这个方法有其自身的好处。但是它的缺点是麻烦，而且和 kernel 的状态又并不一致。相反的，如果使用了 devfs，我们就再也不用担心 /dev 目录下面的任何事情了。/dev 目录下面的项目会有 kernel 的代码自己负责。实际使用起来的效果，对内存的消耗并不明显。所以我们选择 devfs。

　　busybox

　　有了 LILO 和 kernel image 之后，接下来，我们要安排 root 文件系统。由于 flash 盘的空间只有 16M 字节，可以说，这是对我们最大的挑战。这里首先要向大家介绍小型嵌入式 Linux 系统安排 root 文件系统时的一个常用的利器：BusyBox。

　　Busybox 是 Debian GNU/Linux 的大名鼎鼎的 Bruce Perens 首先开发，使用在 Debian 的安装程序中。后来又有许多 Debian developers 贡献力量，这其中尤推 busybox 目前的维护者 Erik Andersen，他患有癌症，可是却是一名优秀的自由软件开发者。

　　Busybox 编译出一个单个的独立执行程序，就叫做 busybox。但是它可以根据配置，执行 ash shell 的功能，以及几十个各种小应用程序的功能。这其中包括有一个迷你的 vi 编辑器，系统不可或缺的 /sbin/init 程序，以及其他诸如 sed, ifconfig, halt, reboot, mkdir, mount, ln, ls, echo, cat ... 等等这些都是一个正常的系统上必不可少的，但是如果我们把这些程序的原件拿过来的话，它们的体积加在一起，让人吃不消。可是 busybox 有全部的这么多功能，大小也不过 100K 左右。而且，用户还可以根据自己的需要，决定到底要在 busybox 中编译进哪几个应用程序的功能。这样的话，busybox 的体积就可以进一步缩小了。

　　使用 busybox 也很简单。只要建一个符号链接，比方 ln -s /bin/busybox /bin/ls，那么，执行 /bin/ls 的时候，busybox 就会执行 ls 的功能，也会按照 ls 的方式处理命令行参数。又比如 ln -s /bin/busybox /sbin/init，这样我们就有了系统运行不可或缺的 /sbin/init 程序了。当然，这里的前提是，你在 busybox 中编译进去了这两个程序的功能。

　　这里面要提出注意的一点是，busybox 的 init 程序所认识的 /etc/inittab 的格式非常简单，而且和常规的 inittab 文件的格式不一样。所以读者朋友们在为这个 busybox 的 init 写 inittab 的时候，要注意一下不同的语法。至于细节，就不在我们这里多说了，请大家参考 Busybox 的用户手册。

　　从启动到进入 shell

　　busybox 安装好以后，我们就可以考虑重新启动，一直到进入 shell 提示符了。这之前，我们要准备一下 /etc 目录下的几个重要的文件，而且要把 busybox 用到的 library 也拷贝过来。

　　用 ldd 命令，后面跟要分析的二进制程序的路径名，就可以知道一个二进制程序，或者是一个 library 文件之间的互相依赖关系，比如 busybox 就依赖于 libc.so 和 ld-linux.so ，我们有了这些知识，就可把动手把所有需要的 library 拷贝到 flash 盘上。由于我们的 flash 盘说大不大，说小倒也不小，有 16M 字节之多。我们直接就用 Glibc 的文件也没有太多问题。如果读者朋友们有特殊的需要，觉得 Glibc 太庞大了的话，可以考虑用 uClibc，这是一个非常小巧的 libc 库，功能当然没有 Glibc 全，但是足够一个嵌入式系统使用了。本文就不再介绍 uClibc 了。

　　库程序拷贝过来以后，我们就可以考虑系统启动的步骤了。启动的时候，先是 lilo，接下来就是 kernel，kernel 初始化之后，就调用 /sbin/init，然后由 init 解释 /etc/inittab 运行各种各样的东西。inittab 会指导 init 去调用一个最重要的系统初始化程序 /etc/init.d/rcS，我们将要在 rcS 中完成各个文件系统的 mount，此外，还有在 rcS 中调用 dhcp 程序，把网络架起来。rcS 执行完了以后，init 就会在一个 console 上，按照 inittab 的指示开一个 shell，或者是开 getty + login，这样用户就会看到提示输入用户名的提示符。我们这里为了简单起见，先直接进入 shell，然后等到调试成功以后，再改成直接进入 X Window。

　　关于 inittab 的语法，我们上面已经提到过了，希望读者朋友们去查权威的 busybox 的用户手册。这里，我们先要讲一下文件系统的构成情况。

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