根文件系统（rootfs） 制作方法（BusyBox、Buildroot、Yocto、Ubuntu Base）

以下是关于 根文件系统（rootfs） 制作的四种主流方法（BusyBox、Buildroot、Yocto、Ubuntu Base）的详细教程与对比分析，结合不同场景的需求提供具体实现步骤和关键要点。

1. BusyBox 制作 rootfs

核心特点

• 轻量级：BusyBox 集成了常用 Linux 命令（如 ls、cp）的简化版，适合嵌入式设备 。
• 高度可定制：通过 menuconfig 配置需包含的工具 。
• 依赖手动完善：需自行创建目录结构（如 /etc、/dev）和配置文件（如 inittab、fstab）。

详细步骤

1. 下载与解压源码

   wget https://busybox.net/downloads/busybox-1.37.0.tar.bz2
   tar -xvf busybox-1.37.0.tar.bz2
   

2. 配置与编译
   • 修改 Makefile 指定交叉编译器和架构（如 ARCH=arm64）。
   • 通过 make menuconfig 启用动态库编译、Unicode 支持（中文显示需修改 libbb/printable_string.c）。
3. 安装与完善 rootfs

   make install CONFIG_PREFIX=./rootfs
   mkdir -p rootfs/{etc/init.d,dev,proc,sys}  # 创建必要目录
   cp -a examples/bootfloppy/etc/* rootfs/etc/ # 复制模板配置文件
   

4. 打包与测试
   使用 cpio 或 tar 打包，通过 QEMU 或开发板启动测试 。

适用场景

• 快速构建最小化 rootfs，适合资源受限的嵌入式设备 。

2. Buildroot 制作 rootfs

核心特点

• 自动化构建：集成工具链、内核、bootloader 和 rootfs 的一站式解决方案 。
• 预置软件包：支持 1600+ 软件包（如 Qt、GStreamer）。
• 快速生成：简单配置后，10 分钟内可生成完整镜像 。

详细步骤

1. 获取源码与配置

   git clone https://git.buildroot.net/buildroot
   make menuconfig  # 选择目标架构（如 i.MX6ULL）和软件包
   

2. 定制 rootfs
   • 修改 system/skeleton 目录下的骨架文件（如 /etc/init.d/rcS）。
   • 通过 BR2_ROOTFS_OVERLAY 指定自定义文件覆盖 。
3. 编译与生成镜像

   make  # 生成 output/images/rootfs.ext2
   

4. 烧录与调试
   使用 dd 写入 SD 卡，通过串口或网络调试 。

适用场景

• 需要快速定制化 rootfs 且兼顾功能完整性的场景（如工业控制、多媒体设备）。

3. Yocto 制作 rootfs

核心特点

• 企业级支持：支持完整的 Linux 发行版构建（包括包管理系统）。
• 分层架构：通过 meta-layer 扩展功能（如 NXP 的 meta-freescale）。
• 高度灵活：可生成多种镜像格式（ext4、squashfs）。

详细步骤

1. 初始化环境

   git clone https://git.yoctoproject.org/poky
   source oe-init-build-env  # 初始化构建环境
   

2. 配置与编译
   • 在 local.conf 中设置 MACHINE（如 imx6ull-14x14-evk）和镜像类型 。
   • 添加软件包：IMAGE_INSTALL += "package1 package2" 。
3. 生成镜像

   bitbake core-image-minimal  # 生成只读 rootfs（可选）
   

4. 部署与优化
   输出位于 tmp/deploy/images/，支持 SDK 生成以交叉编译应用 。

适用场景

• 复杂嵌入式系统（如汽车、医疗设备），需长期维护和商业支持 。

4. Ubuntu Base 制作 rootfs

核心特点

• Debian 生态：直接使用 apt 安装软件包，兼容性高 。
• 快速部署：基于官方最小化 rootfs，适合容器和 IoT 设备 。
• 桌面集成：可选安装 LXDE/GNOME 等桌面环境 。

详细步骤

1. 下载 Ubuntu Base

   wget http://cdimage.ubuntu.com/ubuntu-base/releases/20.04/ubuntu-base-20.04-base-arm64.tar.gz
   

2. 解压与配置

   tar -xzf ubuntu-base-20.04-base-arm64.tar.gz -C /mnt/rootfs
   chroot /mnt/rootfs /bin/bash  # 进入 chroot 环境
   apt update && apt install sudo ssh  # 安装基础工具
   

3. 网络与用户设置
   • 配置 /etc/network/interfaces 和 /etc/passwd 。
   • 使用 qemu-user-static 在 x86 主机上模拟 ARM 环境 。
4. 生成镜像

   dd if=/dev/zero of=ubuntu.img bs=1G count=2  # 创建镜像文件
   mkfs.ext4 ubuntu.img && mount -o loop ubuntu.img /mnt
   

适用场景

• 需要快速原型开发或兼容 Ubuntu 生态的系统（如边缘计算网关）。

对比总结

选择建议

1. 资源优先：选 BusyBox 或 Buildroot。
2. 功能优先：选 Yocto 或 Ubuntu Base。
3. 开发效率：Ubuntu Base 适合快速迭代，Yocto 适合长期维护。