busybox最小Linux体系

情况

WSL（Ubuntu 22.04）
创建磁盘映像

可以使用fallocate为磁盘映像分配一块空间，或者使用dd if=/dev/zero of=$img bs=1M count=$size_in_MB直接得到一个大小为$size_in_MB大小的文件。
使用mkfs.ext4格式化映像文件，并使用mount -o loop $img mnt将文件挂载。
如果想要在磁盘映像中分区，则可以先使用fdisk或cfdisk对磁盘映像进行分区，然后使用losetup -fP $img将文件挂载为回环设备。这里-f参数表现自动寻找可以挂载的回环设备号，-P参数表现探测文件中的分区并分别挂载为回环设备。挂载为回环设备后，再使用mount $loop1 $mnt1等下令挂载回环设备。
构建busybox

下载busybox源码并构建，这里使用的是busybox-1.36.1版本
这里采用的构建选项有
构建静态文件：

1. Symbol: STATIC [=y]
2. Prompt: Build static binary (no shared libs)
3.         Defined at Config.in:362
4.         Location:
5.                 -> Settings

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这个版本默认支持了Unicode，可以不用更改

1. Symbol: UNICODE_SUPPORT [=y]
2.         Prompt: Support Unicode
3.         Defined at libbb/Config.in:311
4.         Location:
5.                 -> Settings

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添加了Unicode宽字符支持

1. Symbol: UNICODE_WIDE_WCHARS [=y]
2.         Prompt: Allow wide Unicode characters on output
3.         Defined at libbb/Config.in:390
4.                 Depends on: UNICODE_SUPPORT
5.                 Location:
6.                 -> Settings
7.                         -> Support Unicode (UNICODE_SUPPORT [=y])

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其他构建选项均可以不更改
使用make构建后，再使用make install即可将完整的busybox、busybox符号链接等文件安装到busybox源码目次下的_install目次内。或者可以通过make install CONFIG_PREFIX=$install将busybox安装到指定目次中。好比这里我们可以使用make install CONFIG_PREFIX=$mnt将busybox安装到已经挂载的磁盘映像中。
构建Linux内核

下载Linux内核源码，这里使用Linux-6.12.7版本
根据自己喜好配置即可
创建rootfs

这里需要创建一个rootfs来作为Linux运行的情况。
查看busybox的安装目次可以发现，如今只有bin，sbin和usr三个目次和linuxrc一个符号链接。对比我们自己的Linux根目次可以发现，我们大概有以下目次

1. bin boot dev etc home lib mnt opt proc root run sbin sys tmp usr var

复制代码

那么我们在$mnt目次下创建这些目次即可。
由于mount需要sudo，$mnt目次下的文件很大概是root权限，后面一系列操作大概都需要root权限。
如今可以chroot到$mnt目次下试试能否使用shell。
运行假造机

这里我们使用qemu假造机。
将启动下令写成一个脚本

1. #!/bin/sh
2. /usr/bin/qemu-system-x86_64\
3.   -kernel path/to/bzImage\
4.   -hda path/to/rootfs.img\
5.   -nographic\
6.   -append "console=ttyS0 root=/dev/sda init=/linuxrc"

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• -kernel选项表现设置Linux kernel为bzImage
  
• -hda选项表现选择磁盘映像
  
• -nographic表现不使用qemu窗口，而是将输出重定向到终端
  
• -append表现传递给Linux内核的参数
  
  
  
  • console=ttyS0表现将输出重定向到串口设备ttyS0，这将使qemu将启动阶段的信息输出到终端
    
  • root=/dev/sda表现根文件体系的位置，假造机中一般是sda
    
  • init=linuxrc表现使用linuxrc作为init进程，也就是Linux下的第一个进程启动，这个linuxrc其实就是我们的busybox
    
  
  

启动配置

此时如果直接运行脚本启动假造机大概会报错，由于我们没有配置busybox作为init进程时的活动。
linuxrc会读取/etc/inittab文件，我们将该文件配置如下

1. ::sysinit:/etc/init.d/rcS
2. ::respawn:-/bin/sh
3. ::restart:/sbin/init
4. ::ctrlaltdel:/sbin/reboot
5. ::shutdown:/bin/umount -a -r

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该文件内每行有四个字段，格式为:::

• 指编号，不重复即可
  
• 指运行级别，可以不指定，指定时表现运行级别为n时激活改行的规则
  
• 包含一系列动作，表现对登记的在肯定条件下执行的动作
  
• 即要运行的进程，前面加上-表现以交互方式运行
  

包含以下动作
action含义respawn当process停止后立刻启动一个新的wait当进入指定的runlevels后process才会启动一次，而且到离开这个runlevels停止initdefault设定默认的运行级别，即我们开机之后默认进入的运行级别，不能是0,6，你懂的sysinit体系初始化，只有体系开机或重新启动的时候，这个process才会被执行一次powerwait当init吸收到电源失败信号的时候执行相应的process，而且如果init有进程在运行，会等候这个进程完成之后，再执行相应的processpowerfail当init吸收到电源失败信号的时候执行相应的process，而且如果init有进程在运行，不会等候这个进程完成，它会直接执行相应的processpowerokwait电源已经故障，但是在等候执行对应操作的时候突然来电了就执行对应的processpowerfailnow当电源故障而且init被通知UPS电源已经快耗尽执行相对应的processctrlaltdel当用户按下ctrl+alt+del这个组合键的时候执行对应的processboot只有在引导过程中，才执行该进程，但不等候该进程的竣事；当该进程死亡时，也不重新启动该进程bootwait只有在引导过程中，才执行该进程，并等候进程的竣事；当该进程死亡时，也不重新启动该进程off如果process正在运行，那么就发出一个警告信号，等候20秒后，再通过杀死信号强行停止该process。如果process并不存在那么就忽略该登记项once启动相应的进程，但不等候该进程竣事便继续处理/etc/inittab文件中的下一个登记项；当该进程死亡时，init也不重新启动该进程inittab第一行表如今体系启动时，运行/etc/init.d/rcS脚本里的内容。这也是没有inittab时linuxrc的默认动作。
接下来我们配置/etc/init.d/rcS脚本的内容

1. #!/bin/sh
3. PATH=/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin:$PATH
4. LD_LIBRARY_PATH=/lib:/usr/lib:$LD_LIBRARY_PATH
6. runlevel=S
7. umask 022
8. export PATH LD_LIBRARY_PATH runlevel
10. # devices
11. mount -a
12. mkdir /dev/pts
13. mount -t devpts devpts /dev/pts
14. mount -o remount,rw /
16. mdev -s

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我们的脚本配置了情况变量，设备等，需要在体系启动时进行的配置，开启的服务，都可以在该文件中进行配置。
配置完成后肯定要赋予/etc/init.d/rcS运行权限，否则启动过程中会报错。
此时启动假造机可以看到，我们已经进入了shell。
其他配置文件

虽然我们的Linux已经正常启动，但是不要高兴的太早。
我们在shell中执行export PS1='\u@\h \W'，重新登陆，我们预期会显示root@host ~，但是，这里并没有我们的用户名和主机名。
此时我们执行id和hostname下令会发现，我们如今虽然是uid=0 gid=0的用户，但是我们没有用户名，主机名也是(none)。执行ifconfig会发现，我们也没有可用网络。
接下来我们将进行这些方面的配置。
我们的Linux已经可以启动，而且busybox内置了vi作为编辑器，接下来的配置可以不通过宿主机，直接在假造机中完成。
用户配置

由于root用户本来就存在，我们不能用adduser创建用户，于是我们手动创建用户属性文件。
Linux通过辨认/etc/passwd中的用户来判断用户名，我们手动创建这个文件。
添加以下内容

1. root:x:0:0::/root:/bin/sh

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这个文件有7个字段，格式为::::::。
其中字段内容为加密后的密码，如果设为空则表现不需要密码也可以登录，如果为x表现密码存储在/etc/shadow文件中。
如果我们不创建/etc/shadow文件，passwd下令会将加密的密码存储在/etc/passwd中，所以我们打算创建一个/etc/passwd。
我们的Linux和busybox都支持剖析/etc/shadow文件，接下来我们手动创建这个文件。
添加以下内容

1. root::1::::::

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这个文件内每行9个字段，格式为login:encyrptedpassword:lastchangedate:min_age:max_age:warning:inactivity:expiration_date:reserved，第一个字段为用户名，第二个字段为加密后的密码，如果为空会登录失败，为*或!时情况不确定，Linux console上写*和!表现没有密码，但现实测试后发现，为这两个符号时，busybox的login会提示bad salt。
后面的几个字段都与密码修改时间有关，分别为

• lastchange表现前次修改密码的日期的时间，如果该值为0，则表现用户下次登录时必须更改密码
  
• minage表现更改密码的间隔日期，为空或为0表现随时可以更改密码
  
• maxage表现必须更改密码的日期
  
• warning表如今密码到期前n天警告用户需要更改密码
  
• inactivity表现密码逾期后，n天内可以再更改密码
  
• expiration_date表现到期日期，到期后无法再登录
  
• reserved最后一个字段为保留字段
  

有这个文件后我们就可以使用passwd下令更改密码，然后再查看/etc/shadow可以发现密码已经改变了。
然后我们就可以通过登录的方式进入操作体系。
更改/etc/inittab如下

1. ::sysinit:/etc/init.d/rcS
2. ::respawn:/sbin/getty -L console 0 vt100
3. ::restart:/sbin/init
4. ::ctrlaltdel:/sbin/reboot
5. ::shutdown:/bin/umount -a -r

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这表现不直接打开一个shell，而是在console这个tty上打开一个login。
主机配置

一般我们将主机名写在/etc/hostname中，但是busybox不自动读取这个文件。
于是我们添加配置到/etc/init.d/rcS中

1. #!/bin/sh
2. ...
3. # hostname
4. hostname -F /etc/hostname

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这代表从/etc/hostname加载主机名
网络配置

同样在/etc/init.d/rcS中添加以下配置

1. # network
2. ifconfig lo up
3. ifconfig eth0 192.168.1.100 netmask 255.255.255.0 up
4. route add default gw 192.168.1.1 eth0

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ip地址随意填写，网关地址填写为qemu外部提供的网卡地址
网卡配置

在WSL中，需要创建一张假造网卡设备作为假造机的网关。
我们创建一张tap设备，向网卡配置脚本中写入以下内容

1. ip tuntap add dev tap0 mode tap
2. ip link set dev tap0 up
3. ip a add dev tap0 192.168.1.1/24
4. iptables -t nat -A POSTROUTING -o eth0 -s 192.168.1.1/24 -j MASQUERADE
5. echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward

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这个脚本创建了一张tap0网卡，并分配了ip地址192.168.1.1，就是我们的假造机的网关地址。
iptables下令创建了一条nat规则，将内部发出的源地址为192.168.1.0/24网段的数据包改为从eth0发出，这样就可以让假造机连接到外部网络了。
此时进入假造机，执行ping 192.168.1.1发现有网络连接。
然后执行cat nameserver 8.8.8.8 > /etc/resolv.conf配置域名剖析服务器。
此时执行ping www.baidu.com就可以ping通了。
由于busybox没有自带curl，执行echo -e "GET / HTTP/1.1\r\nHost:www.baidu.com\r\n\r\n" | nc www.baidu.com 80代替，可以收到html网页内容。

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