BusyBox 的誕生
BusyBox 最初是由 Bruce Perens 在 1996 年為 Debian GNU/Linux 安裝盤編寫的。其目標(biāo)是在一張軟盤上創(chuàng)建一個可引導(dǎo)的 GNU/Linux 系統(tǒng)，這可以用作安裝盤和急救盤。一張軟盤可以保存大約 1.4-1.7MB 的內(nèi)容，因此這里沒有多少空間留給 Linux 內(nèi)核以及相關(guān)的用戶應(yīng)用程序使用。
BusyBox 許可證
BusyBox 是按照 GNU General Public License（GPL）許可證發(fā)行的。這意味著如果我們在一個項(xiàng)目中使用 BusyBox，就必須遵守這個許可證。我們可以在 BusyBox Web 站點(diǎn)（請參看本文后面參考資料一節(jié)的內(nèi)容）上看到這個許可證的內(nèi)容。BusyBox 團(tuán)隊(duì)似乎正忙于監(jiān)視違反這個許可證的情況。實(shí)際上，他們維護(hù)了一個 “Hall of Shame” 頁面來說明違反者的情況。
BusyBox 揭露了這樣一個事實(shí)：很多標(biāo)準(zhǔn) Linux 工具都可以共享很多共同的元素。例如，很多基于文件的工具（比如grep和find）都需要在目錄中搜索文件的代碼。當(dāng)這些工具被合并到一個可執(zhí)行程序中時，它們就可以共享這些相同的元素，這樣可以產(chǎn)生更小的可執(zhí)行程序。實(shí)際上， BusyBox 可以將大約 3.5MB 的工具包裝成大約 200KB 大小。這就為可引導(dǎo)的磁盤和使用 Linux 的嵌入式設(shè)備提供了更多功能。我們可以對 2.4 和 2.6 版本的 Linux 內(nèi)核使用 BusyBox。
BusyBox 是如何工作的？
為了讓一個可執(zhí)行程序看起來就像是很多可執(zhí)行程序一樣，BusyBox 為傳遞給 C 的 main 函數(shù)的參數(shù)開發(fā)了一個很少使用的特性?；叵胍幌?C 語言的 main 函數(shù)的定義如下：
POSIX 環(huán)境盡管 BusyBox 的目標(biāo)是提供一個相當(dāng)完整的 POSIX（可移植操作系統(tǒng)接口）環(huán)境，這是一個期望，而不是一種需求。這些工具雖然并不完整，但是它們提供了我們期望的主要功能。
清單 1. C 的 main 函數(shù)
int main( int argc, char *argv[] )
在這個定義中，argc是傳遞進(jìn)來的參數(shù)的個數(shù)（參數(shù)數(shù)量），而argv是一個字符串?dāng)?shù)組，代表從命令行傳遞進(jìn)來的參數(shù)（參數(shù)向量）。argv的索引 0 是從命令行調(diào)用的程序名。
清單 2 給出的這個簡單 C 程序展示了 BusyBox 的調(diào)用。它只簡單地打印argv向量的內(nèi)容。
清單 2. BusyBox 使用 argv[0] 來確定調(diào)用哪個應(yīng)用程序
// test.c#include <stdio.h>int main( int argc, char *argv[] ){int i;for (i = 0 ; i < argc ; i++) {printf("argv[%d] = %sn", i, argv[i]);}return 0;}調(diào)用這個程序會顯示所調(diào)用的第一個參數(shù)是該程序的名字。我們可以對這個可執(zhí)行程序重新進(jìn)行命名，此時再調(diào)用就會得到該程序的新名字。另外，我們可以創(chuàng)建一個到可執(zhí)行程序的符號鏈接，在執(zhí)行這個符號鏈接時，就可以看到這個符號鏈接的名字。
清單 3. 在使用新命令更新 BusyBox 之后的命令測試
$ gcc -Wall -o test test.c$ ./test arg1 arg2argv[0] = ./testargv[1] = arg1argv[2] = arg2$ mv test newtest$ ./newtest arg1argv[0] = ./newtestargv[1] = arg1$ ln -s newtest linktest$ ./linktest argargv[0] = ./linktestargv[1] = arg
BusyBox 使用了符號鏈接以便使一個可執(zhí)行程序看起來像很多程序一樣。對于 BusyBox 中包含的每個工具來說，都會這樣創(chuàng)建一個符號鏈接，這樣就可以使用這些符號鏈接來調(diào)用 BusyBox 了。BusyBox 然后可以通過
argv[0]來調(diào)用內(nèi)部工具。
配置并編譯 BusyBox
我們可以從 BusyBox 的 Web 站點(diǎn)上下載最新版本的 BusyBox（請參看參考資料一節(jié)的內(nèi)容）。與大部分開放源碼程序一樣，它是以一個壓縮的 tarball 形式發(fā)布的，我們可以使用清單 4 給出的命令將其轉(zhuǎn)換成源代碼樹。（如果我們下載的版本不是 1.1.1，那就請?jiān)谶@個命令中使用適當(dāng)?shù)陌姹咎栆约疤囟ㄓ谶@個版本號的命令。）
清單 4. 展開 BusyBox
$ tar xvfz busybox-1.1.1.tar.gz$
結(jié)果會生成一個目錄，名為 busybox-1.1.1，其中包含了 BusyBox 的源代碼。要編譯默認(rèn)的配置（其中包含了幾乎所有的內(nèi)容，并禁用了調(diào)試功能），請使用defconfigmake 目標(biāo)：
清單 5. 編譯默認(rèn)的 BusyBox 配置
$ cd busybox-1.1.1$ make defconfig$ make$
結(jié)果是一個相當(dāng)大的 BusyBox 映像，不過這只是開始使用它的最簡單的方法。我們可以直接調(diào)用這個新映像，這會產(chǎn)生一個簡單的 Help 頁面，里面包括當(dāng)前配置的命令。要對這個映像進(jìn)行測試，我們也可以對一個命令調(diào)用 BusyBox 來執(zhí)行，如清單 6 所示。
清單 6. 展示 BusyBox 命令的執(zhí)行和 BusyBox 中的 ash shell
$ ./busybox pwd/usr/local/src/busybox-1.1.1$ ./busybox ash/usr/local/src/busybox-1.1.1 $ pwd/usr/local/src/busybox-1.1.1/usr/local/src/busybox-1.1.1 $ exit$
在這個例子中，我們調(diào)用了pwd（打印工作目錄）命令，使用 BusyBox 進(jìn)入了ashshell，并在ash中調(diào)用了pwd。
手工配置
如果您正在構(gòu)建一個具有特殊需求的嵌入式設(shè)備，那就可以手工使用menuconfigmake 目標(biāo)來配置 BusyBox 的內(nèi)容。如果您熟悉 Linux 內(nèi)核的編譯過程，就會注意到menuconfig與配置 Linux 內(nèi)核的內(nèi)容所使用的目標(biāo)相同。實(shí)際上，它們都采用了相同的基于 ncurses 的應(yīng)用程序。
使用手工配置，我們可以指定在最終的 BusyBox 映像中包含的命令。我們也可以對 BusyBox 環(huán)境進(jìn)行配置，例如包括對 NSA（美國國家安全代理）的安全增強(qiáng) Linux（SELinux），指定要使用的編譯器（用來在嵌入式環(huán)境中進(jìn)行交叉編譯）以及 BusyBox 應(yīng)該靜態(tài)編譯還是動態(tài)編譯。圖 1 給出了menuconfig的主界面。在這里我們應(yīng)該可以看到可以為 BusyBox 配置的不同類型的應(yīng)用程序（applet）。
圖 1. 使用 menuconfig 配置 BusyBox
多體系結(jié)構(gòu)支持
8f"`~.S‘q ^0可以簡單地為 BusyBox 指定交叉編譯器意味著我們可以為很多體系結(jié)構(gòu)編譯 BusyBox。要為您的目標(biāo)體系結(jié)構(gòu)編譯 BusyBox，我們需要一個交叉編譯器和一個已經(jīng)為特定目標(biāo)體系結(jié)構(gòu)編譯好的 C 庫（uClibc 或 glibc）。
要手工配置 BusyBox，請使用下面的命令：
清單 7. 手工配置 BusyBox
$ make menuconfig$ make$
這為我們提供了可以調(diào)用的 BusyBox 的二進(jìn)制文件。下一個步驟是圍繞 BusyBox 構(gòu)建一個環(huán)境，包括將標(biāo)準(zhǔn) Linux 命令重定向到 BusyBox 二進(jìn)制文件的符號鏈接。我們可以使用下面的命令簡單地完成這個過程：
清單 8. 構(gòu)建 BusyBox 環(huán)境
$ make install$
默認(rèn)情況下，這會創(chuàng)建一個新的本地子目錄 _install，其中包含了基本的 Linux 環(huán)境。在這個根目錄中，您會找到一個鏈接到 BusyBox 的linuxrc程序。這個linuxrc程序在構(gòu)建安裝盤或急救盤（允許提前進(jìn)行模塊化的引導(dǎo)）時非常有用。同樣是在這個根目錄中，還有一個包含操作系統(tǒng)二進(jìn)制文件的 /sbin 子目錄。還有一個包含用戶二進(jìn)制文件的 /bin 目錄。在構(gòu)建軟盤發(fā)行版或嵌入式初始 RAM 磁盤時，我們可以將這個 _install 目錄遷移到目標(biāo)環(huán)境中。我們還可以使用 make 程序的PREFIX選項(xiàng)將安裝目錄重定向到其他位置。例如，下面的代碼就使用 /tmp/newtarget 根目錄來安裝這些符號鏈接，而不是使用 ./_install 目錄：
清單 9. 將符號鏈接安裝到另外一個目錄中
$ make PREFIX=/tmp/newtarget install$
使用installmake 目標(biāo)創(chuàng)建的符號鏈接都來自于 busybox.links 文件。這個文件是在編譯 BusyBox 時創(chuàng)建的，它包含了已經(jīng)配置的命令清單。在執(zhí)行install時，就會檢查 busybox.links 文件確定要創(chuàng)建的符號鏈接。
到 BusyBox 的命令行鏈接也可以使用 BusyBox 在運(yùn)行時動態(tài)創(chuàng)建。CONFIG_FEATURE_INSTALLER選項(xiàng)就可以啟用這個特性，在運(yùn)行時可以這樣執(zhí)行：
清單 10. 在運(yùn)行時創(chuàng)建命令鏈接
$ ./busybox --install -s$
-s選項(xiàng)強(qiáng)制創(chuàng)建這些符號鏈接（否則就創(chuàng)建硬鏈接）。這個選項(xiàng)要求系統(tǒng)中存在 /proc 文件系統(tǒng)。
BusyBox 編譯選項(xiàng)
BusyBox 包括了幾個編譯選項(xiàng)，可以幫助為我們編譯和調(diào)試正確的 BusyBox。
表 1. 為 BusyBox 提供的幾個 make 選項(xiàng)
help顯示 make 選項(xiàng)的完整列表defconfig啟用默認(rèn)的（通用）配置allnoconfig禁用所有的應(yīng)用程序（空配置）allyesconfig啟用所有的應(yīng)用程序（完整配置）allbareconfig啟用所有的應(yīng)用程序，但是不包括子特性config基于文本的配置工具menuconfigN-curses（基于菜單的）配置工具all編譯 BusyBox 二進(jìn)制文件和文檔（./docs）busybox編譯 BusyBox 二進(jìn)制文件clean清除源代碼樹distclean徹底清除源代碼樹sizes顯示所啟用的應(yīng)用程序的文本/數(shù)據(jù)大小在定義配置時，我們只需要輸入make就可以真正編譯 BusyBox 二進(jìn)制文件。例如，要為所有的應(yīng)用程序編譯 BusyBox，我們可以執(zhí)行下面的命令：
清單 11. 編譯 BusyBox 二進(jìn)制程序
$ make allyesconfig$ make$
壓縮 BusyBox
如果您非常關(guān)心對 BusyBox 映像的壓縮，就需要記住兩件事情：
永遠(yuǎn)不要編譯為靜態(tài)二進(jìn)制文件（這會將所有需要的庫都包含到映像文件中）。相反，如果我們是編譯為一個共享映像，那么它會使用其他應(yīng)用程序使用的庫（例如/lib/libc.so.X）。使用 uClibc 進(jìn)行編譯，這是一個對大小進(jìn)行過優(yōu)化的 C 庫，它是為嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的；而不要使用標(biāo)準(zhǔn)的 glibc （GNU C 庫）來編譯。
BusyBox 命令中支持的選項(xiàng)
BusyBox 中的命令并不支持所有可用選項(xiàng)，不過這些命令都包含了常用的選項(xiàng)。如果我們需要知道一個命令可以支持哪些選項(xiàng)，可以使用--help選項(xiàng)來調(diào)用這個命令，如清單 12 所示。
清單 12. 使用 --help 選項(xiàng)調(diào)用命令
$ ./busybox wc --helpBusyBox v1.1.1 (2006.04.09-15:27+0000) multi-call binaryUsage: wc [OPTION]... [FILE]...Print line, word, and byte counts for each FILE, and a total line ifmore than one FILE is specified. With no FILE, read standard input.Options:-cprint the byte counts-lprint the newline counts-Lprint the length of the longest line-wprint the word counts$
這些特定的數(shù)據(jù)只有在啟用了
CONFIG_FEATURE_VERBOSE_USAGE選項(xiàng)時才可以使用。如果沒有這個選項(xiàng)，我們就無法獲得這些詳細(xì)數(shù)據(jù)，但是這樣可以節(jié)省大約 13 KB 的空間。向 BusyBox 中添加新命令
向 BusyBox 添加一個新命令非常簡單，這是因?yàn)樗哂辛己枚x的體系結(jié)構(gòu)。第一個步驟是為新命令的源代碼選擇一個位置。我們要根據(jù)命令的類型（網(wǎng)絡(luò)，shell 等）來選擇位置，并與其他命令保持一致。這一點(diǎn)非常重要，因?yàn)檫@個新命令最終會在 menuconfig 的配置菜單中出現(xiàn)（在下面的例子中，是 Miscellaneous Utilities 菜單）。
對于這個例子來說，我將這個新命令稱為newcmd，并將它放到了 ./miscutils 目錄中。這個新命令的源代碼如清單 13 所示。
清單 13. 集成到 BusyBox 中的新命令的源代碼
#include "busybox.h"int newcmd_main( int argc, char *argv[] ){int i;printf("newcmd called:n");for (i = 0 ; i < argc ; i++) {printf("arg[%d] = %sn", i, argv[i]);}return 0;}接下來，我們要將這個新命令的源代碼添加到所選子目錄中的
Makefile.in中。在本例中，我更新了./miscutils/Makefile.in文件。請按照字母順序來添加新命令，以便維持與現(xiàn)有命令的一致性：清單 14. 將命令添加到 Makefile.in 中
MISCUTILS-$(CONFIG_MT)+= mt.oMISCUTILS-$(CONFIG_NEWCMD)+= newcmd.oMISCUTILS-$(CONFIG_RUNLEVEL)+= runlevel.o
接下來再次更新 ./miscutils 目錄中的配置文件，以便讓新命令在配置過程中是可見的。這個文件名為 Config.in，新命令是按照字母順序添加的：
清單 15. 將命令添加到 Config.in 中
config CONFIG_NEWCMDbool "newcmd"default nhelpnewcmd is a new test command.
這個結(jié)構(gòu)定義了一個新配置項(xiàng)（通過config關(guān)鍵字）以及一個配置選項(xiàng)（CONFIG_NEWCMD）。新命令可以啟用，也可以禁用，因此我們對配置的菜單屬性使用了bool（Boolean）值。這個命令默認(rèn)是禁用的（n表示 No），我們可以最后放上一個簡短的 Help 描述。在源代碼樹的 ./scripts/config/Kconfig-language.txt 文件中，我們可以看到配置語法的完整文法。
接下來需要更新 ./include/applets.h 文件，使其包含這個新命令。將下面這行內(nèi)容添加到這個文件中，記住要按照字母順序。維護(hù)這個次序非常重要，否則我們的命令就會找不到。
清單 16. 將命令添加到 applets.h 中
USE_NEWCMD(APPLET(newcmd, newcmd_main, _BB_DIR_USER_BIN, _BB_SUID_NEVER))
這定義了命令名（
newcmd），它在 Busybox 源代碼中的函數(shù)名（newcmd_main），應(yīng)該在哪里會為這個新命令創(chuàng)建鏈接（在這種情況中，它在 /usr/bin 目錄中），最后這個命令是否有權(quán)設(shè)置用戶 id（在本例中是 no）。倒數(shù)第二個步驟是向 ./include/usage.h 文件中添加詳細(xì)的幫助信息。正如您可以從這個文件的例子中看到的一樣，使用信息可能非常詳細(xì)。在本例中，我只添加了一點(diǎn)信息，這樣就可以編譯這個新命令了：
清單 17. 向 usage.h 添加幫助信息
#define newcmd_trivial_usage"None"#define newcmd_full_usage"None"
最后一個步驟是啟用新命令（通過make menuconfig，然后在 Miscellaneous Utilities 菜單中啟用這個選項(xiàng)）然后使用make來編譯 BusyBox。
使用新的 BusyBox，我們可以對這個新命令進(jìn)行測試，如清單 18 所示。
清單 18. 測試新命令
$ ./busybox newcmd arg1newcmd called:arg[0] = newcmdarg[1] = arg1$ ./busybox newcmd --helpBusyBox v1.1.1 (2006.04.12-13:47+0000) multi-call binaryUsage: newcmd NoneNone
就是這樣！BusyBox 開發(fā)人員開發(fā)了一個優(yōu)秀但非常容易擴(kuò)展的工具。
結(jié)束語
BusyBox 是為構(gòu)建內(nèi)存有限的嵌入式系統(tǒng)和基于軟盤系統(tǒng)的一個優(yōu)秀工具。BusyBox 通過將很多必需的工具放入一個可執(zhí)行程序，并讓它們可以共享代碼中相同的部分，從而對它們的大小進(jìn)行了很大程度的縮減，BusyBox 對于嵌入式系統(tǒng)來說是一個非常有用的工具，因此值得我們花一些時間進(jìn)行探索。
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