《STM32MP157嵌入式Linux驱动开发指南》第十九章 Buildroot根文件系统构建

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第十九章 Buildroot根文件系统构建

        上一小节我们学习了如何使用busybox来构建根文件系统，但是busybox构建的根文件系统不齐全，很多东西需要我们自行添加，比如lib库文件。在我们后面的驱动开发中很多第三方软件也需要我们自己去移植，这些第三方软件有很多又依赖其他的库文件，导致移植过程非常的繁琐。本章我们来学习一下另外一种更加实用的根文件系统构建方法，那就是使用buildroot来构建根文件系统。



19.1 何为buildroot？
19.1.1 buildroot简介
        在上一章我们讲解了如何使用busybox构建文件系统，busybox仅仅只是帮我们构建好了一些常用的命令和文件，像lib库、/etc目录下的一些文件都需要我们自己手动创建，而且busybox构建的根文件系统默认没有用户名和密码设置。在后续的实验中，我们还要自己去移植一些第三方软件和库，比如alsa、iperf、mplayer等等。那么有没有一种傻瓜式的方法或软件，它不仅包含了busybox的功能，而且里面还集成了各种软件，需要什么软件就选择什么软件，不需要我们去移植。答案肯定是有的，buildroot就是这样一种工具，buildroot比busybox更上一层楼，buildroot不仅集成了busybox，而且还集成了各种常见的第三方库和软件，需要什么就选择什么，就跟我们去吃自助餐一样，想吃什么就拿什么。buildroot极大的方便了我们嵌入式Linux开发人员构建实用的根文件系统。
从busybox开始一步一步的构建根文件系统适合学习、了解根文件系统的组成，但是不适合做产品(主要是自己构建的话会有很多不完善、没有注意到的细节)。buildroot会帮我们处理好各种细节，根文件系统也会更加的合理、有效。因此在做产品的时候推荐大家使用buildroot来构建自己的根文件系统，当然了，类似buildroot的软件还有很多，比如yocto，一般半导体厂商会选择yocto来制作系统包，但是由于国内的网络环境，yocto编译起来会有很多问题！
buildroot和uboot、kernel很类似，我们需要到其官网上下载源码，然后对其进行配置，比如设置交叉编译器、设置目标CPU参数等，最主要的就是选择所需要的第三方库或软件。一切配置好以后就可以进行编译，编译完成了以后就会在一个文件夹里面存放好编译结果，也就是根文件系统。
注意！buildroot制作的根文件系统也是放到ubuntu的nfs目录下的rootfs文件夹，因此如果rootfs文件夹已经存放了前面busybox制作的根文件系统，那么请大家对其做一份备份，然后清空rootfs文件夹。
19.1.2 buildroot下载
        buildroot源码肯定是要从buildroot官网下载，官网地址为https://buildroot.org/，打开以后的官网界面如图19.1.2.1所示：

图19.1.2.1 buildroot官网界面

        点击图19.1.2.1中的“DOWNLOAD”按钮即可打开buildroot的下载界面，如图19.1.2.2所示：
图19.1.2.2 buildroot下载界面
        可以看出，在写本教程的时候最新的LTS(长期支持版)版buildroot为2020.02.8，分为.gz和.bz2两种压缩格式，这里我就使用右侧的.bz2压缩格式的源码，选中以后下载即可。但是笔者在此前测试的都是2020.02.6版本的，为了保险起见，我们就使用2020.02.6版本的。我们已经将其放到了开发板光盘中，路径为：1、例程源码-》7、buildroot源码-》buildroot-2020.02.6.tar.bz2，一切准备好以后就可以使用buildroot构建根文件系统了。
19.2 buildroot构建根文件系统
19.2.1 配置buildroot
        将buildroot源码buildroot-2020.02.6.tar.bz2拷贝到ubuntu中，拷贝完成以后对其进行解压，命令如下：

1. tar -vxjf buildroot-2020.02.6.tar.bz2

复制代码

        解压完成以后就会得到一个名为“buildroot-2020.02.6”的目录，此目录就是我们解压得到的buildroot源码，进入到此目录中，此目录下的文件如图19.2.1.1所示：

图19.2.1.1 buildroot源码文件

        buildroot和uboot、Linux kernel一样也支持图形化配置，输入如下命令即可打开图形化配置界：

1. make menuconfig

复制代码

打开以后的图形化配置界面如图19.2.1.2所示：

图19.2.1.2 buildroot图形化配置界面

        接下来我们就依次配置buildroot，配置完成以后就可以进行编译了。
        1、配置Target options
        首先配置Target options选项，需要配置的项目和其对应的内容如下(“=”号后面是配置项要选择的内容！)：

1. Target options        
   
2.         -> Target Architecture                                  = ARM (little endian)  
   
3.         -> Target Binary Format                         = ELF
   
4.         -> Target Architecture Variant                 = cortex-A7
   
5.         -> Target ABI                                         = EABIhf
   
6.         -> Floating point strategy                         = NEON/VFPv4
   
7.         -> ARM instruction set                                 = ARM

复制代码

配置完成以后如图19.2.1.3所示：

图19.2.1.3 配置好的Target options选项

        2、配置Toolchain
        此配置项用于配置交叉编译工具链，也就是交叉编译器，这里设置为我们自己所使用的交叉编译器即可。buildroot其实是可以自动下载交叉编译器的，但是都是从国外服务器下载的，鉴于国内的网络环境，强烈推荐大家设置成自己所使用的交叉编译器。需要配置的项目和其对应的内容如下：

1. Toolchain
   
2.         -> Toolchain type         = External toolchain
   
3.         -> Toolchain                 = Custom toolchain                        //用户自己的交叉编译器
   
4.         -> Toolchain origin        = Pre-installed toolchain                //预装的编译器
   
5.         -> Toolchain path        = /usr/local/arm/gcc-arm-9.2-2019.12-x86_64-arm-none-linux-gnueabihf
   
6.         -> Toolchain prefix                = $(ARCH) -none-linux-gnueabihf         //前缀
   
7.         -> External toolchain gcc version                  = 9.x
   
8.         -> External toolchain kernel headers series         = 4.20.x                //交叉编译器的linux版本号
   
9.         -> External toolchain C library                         = glibc/eglibc
   
10.         -><li> Toolchain has SSP support? (NEW)         //选中
    
11.         -></li><li> Toolchain has RPC support? (NEW)         //选中
    
12.         -></li><li> Toolchain has C++ support?                 //选中
    
13.         -></li><li> Enable MMU support (NEW)                  //选中</li>

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        Toolchain下几个比较重要的选项需要说明一下，如下所示：
Toolchain：设置为Custom toolchain，表示使用用户自己的交叉编译器。
        Toolchain origin：设置为Pre-installed toolchain，表示使用预装的交叉编译器。
        Toolchain path：设置自己安装的交叉编译器绝对路径！buildroot要用到。
        Toolchain prefix：设置交叉编译器前缀，要根据自己实际所使用的交叉编译器来设置，比如我们使用的是arm-none-linux-gnueabihf-gcc，因此前缀就是$(ARCH)-none-linux-gnueabihf，其中ARCH我们前面已经设置为了arm。
        External toolchain kernel headers series:这个设置的是交叉编译器所对应的linux内核版本号，gcc-arm-9.2-2019.12-x86_64-arm-none-linux-gnueabihf所对应的linux内核版本号为4.20，因此这里需要设置为4.20.x！大家一定要根据自己所使用的交叉编译器来设置，否则编译的时候会报版本不一致的错误。
        3、配置System configuration  
        此选项用于设置一些系统配置，比如开发板名字、欢迎语、用户名、密码等。需要配置的项目和其对应的内容如下：

1. <li>System configuration
   
2.         -> System hostname                = ATK-stm32mp1                         //平台名字，自行设置
   
3.         -> System banner                        = Welcome to alientek STM32MP157           //欢迎语
   
4.         -> Init system                                = BusyBox                                //使用busybox
   
5.         -> /dev management                = Dynamic using devtmpfs + mdev        //使用mdev
   
6.         -></li><li> Enable root login with password (NEW)                          //使能登录密码
   
7.                 -> Root password                = 123456                                        //登录密码为123456</li>

复制代码

        在System configuration选项中可以配置平台名字，登录密码等信息。可以看出buildroot里面可以设置登录密码，但是作为实验，不建议大家设置登录密码，否则开发板每次重启都要输入密码，不方便开发。
        4、配置Filesystem images
        此选项配置我们最终制作的根文件系统为什么格式的，配置如下：

1. <li>-> Filesystem images
   
2.         -></li><li> ext2/3/4 root filesystem                 //如果是EMMC或SD卡的话就用ext3/ext4
   
3.                 -> ext2/3/4 variant                 = ext4        //选择ext4格式
   
4.                 -> exact size                        =1G                //ext4格式根文件系统1GB(根据实际情况修改)
   
5.         -></li>

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ubi image containing an ubifs root filesystem  //如果使用NAND的话就用ubifs
        可以看出，buildroot可以直接制作出ext4格式的根文件系统，但是一般我们会自行往根文件系统里面添加很多其他的文件，所以产品开发完成以后需要自行打包根文件系统，然后烧写到开发板里面。不管是针对EMMC的ext4格式的根文件系统还是针对NAND的ubi格式的根文件系统，都要设置相应的大小，比如这里我们设置的ex4格式根文件系统大小为1GB。
        5、禁止编译Linux内核和uboot
        buildroot不仅仅能构建根文件系统，也可以编译linux内核和uboot。当配置buildroot，使能linux内核和uboot以后buildroot就会自动下载最新的linux内核和uboot源码并编译。但是我们一般都不会使用buildroot下载的linux内核和uboot，因为buildroot下载的linux和uboot官方源码，里面会缺少很多驱动文件，而且最新的linux内核和uboot会对编译器版本号有要求，可能导致编译失败。因此我们需要配置buildroot，关闭linux内核和uboot的编译，只使用buildroot来构建根文件系统，首先是禁止Linux内核的编译，配置如下：

1. -> Kernel   
   
2.         -> [ ] Linux Kernel   //不要选择编译Linux Kernel选项！

复制代码

        如图19.2.1.4所示：

图19.2.1.4 不编译Linux内核

        接着禁止编译Uboot，配置如下：

1. -> Bootloaders   
   
2.         -> [ ] U-Boot    //不要选择编译U-Boot选项！

复制代码

        如图19.2.1.5所示：

图19.2.1.5 不编译U-Boot

6、配置Target packages
        此选项用于配置要选择的第三方库或软件、比如alsa-utils、ffmpeg、iperf等工具，这里我们先只选择内核的模块加载相关软件，配置如下：

1. <li>        -> Target packages                                                                    
   
2.         -> System tools
   
3.                 -></li><li> kmod                 //使能内核模块相关命令 </li>

复制代码

        上面的配置是使能内核模块相关的操作命令，比如depmod等，如图19.2.1.6所示：

图19.2.1.6 使能模块操作相关命令

至于其他的第三方库这里就先不选择了，先编译一下最基本的根文件系统，如果没有问题的话再重新配置选择第三方库和软件。否则一口吃太多会容易撑着的，编译出问题的时候都不知道怎么找问题。
        7、保存配置项
        和uboot、kernel一样，通过图形化界面配置好buildroot以后最好保存一下配置项，防止清除工程以后将配置项给删除掉。buildroot的默认配置项都保存在configs目录下，配置完成以后选择<Save>，然后输入要设置的配置项名字，如图19.2.1.7所示：

图19.2.1.7 保存配置项

        我们将配置项命名为“stm32mp1_atk_defconfig”，以后要重新配置buildroot的话就可以直接输入：

1. make stm32mp1_atk_defconfig

复制代码

        保存完成以后就会在buildroot的configs目录下看到“stm32mp1_atk_defconfig”，如图19.2.1.8所示：

图19.2.1.8 保存好的buildroot配置文件

19.2.2 编译buildroot
        配置完成以后就可以编译buildroot了，编译完成以后buildroot就会生成编译出来的根文件系统压缩包，我们可以直接使用。输入如下命令开始编译：
sudo make  //注意，一定要加sudo，而且不能通过-jx来指定多核编译！！！
buildroot编译的时候会先从网上下载所需的软件源码，有些软件源码可能下载不下来，这个时候就需要我们自行处理，这个后面会详细的讲解。
        buildroot编译过程会很耗时，因为所需要的所有软件要先从网上下载源码，很多软件都是从外网下载的，速度比较慢，在加上电脑配置的不同，整个编译过程可能需要几十分钟甚至数小时，请耐心等待！
buildroot因为要从网上下载源码，因此可能存在有些源码无法下载或下载很慢的情况，比如如图19.2.2.1所示：

图19.2.2.1 下载cmake-3.8.2.tar.gz

        可以看出图19.2.2.1中正在下载cmake-3.8.2.tar.gz这个压缩包，大小是7.2MB，当前下载网速是1.6KB/S，需要用时71分钟，显然这是无法忍受的！我们可以自行到https://cmake.org/files/v3.8/cmake-3.8.2.tar.gz这个网站上去将cmake-3.8.2.tar.gz这个源码下载下来，然后拷贝到buildroot源码目录下的dl文件夹中，dl文件夹专用用于存放下载下来的源码。拷贝进去以后重新编译buildroot，此时就不会在从网上下载cmake-3.8.2.tar.gz了，而是自己使用dl目录下已经存在的cmake-3.8.2.tar.gz压缩包，加快编译速度！
        等待编译完成，编译完成以后就会在buildroot-2020.02.6/output/images下生成根文件系统，如图19.2.2.2所示：

图19.2.2.2 编译生成的根文件系统

        从图19.2.2.2可以看出，编译出来了多种格式的rootfs，比如ext2、ext4、ubi等。rootfs.ext4就是可以直接使用STM32CubeProgrammer烧写到开发板中的。但是我们后面的开发都是通过nfs挂载的方式，所以我们就使用rootfs.tar进行测试。将rootfs.tar拷贝到在nfs目录下的rootfs文件夹中并解压，命令如下：

1. cd /home/zuozhongkai/linux/tool/buildroot-2020.02.6/output/images
   
2. cp rootfs.tar /home/zuozhongkai/linux/nfs/rootfs/ -f                        //拷贝rootfs.tar
   
3. cd /home/zuozhongkai/linux/nfs/rootfs/                                                //进入到rootfs目录下
   
4. tar -vxf rootfs.tar                                                                                //解压缩rootfs.tar
   
5. rm rootfs.tar   

复制代码

                                                                              
        解压缩完成以后的rootfs目录如图19.2.2.3所示：

图19.2.2.3 使用buildroot编译出来的根文件系统

        图19.2.2.3就是使用buildroot编译出来的根文件系统，我们可以通过nfs挂载到开发板上，然后对其进行测试。
19.2.3 buildroot根文件系统测试
        buildroot制作出来的根文件系统已经准备好了，接下来就是对其进行测试。测试方法也是通过nfs挂载的方式，启动uboot，修改bootargs环境变量，设置nfsroot目录为Ubuntu中的rootfs目录，命令如下：
setenv bootargs console=ttySTM0,115200 root=/dev/nfs nfsroot=192.168.1.249:/home/zuozhongkai/linux/nfs/rootfs,proto=tcp rw ip=192.168.1.250:192.168.1.249:192.168.1.1:255.255.255.0::eth0ff''        
        设置好以后启动系统，进入根文件系统以后如图19.2.3.1所示：

图19.2.3.1 buildroot根文件系统

        在图19.2.3.1中，首先要进入到/lib/modules目录，但是默认没有，因此需要我们自行创建此目录。buildroot构建的根文件系统启动以后会输出我们前面设置的欢迎语“Welcome to alientek STM32MP157”。然后需要输入用户名和密码，用户名是“root”，如果配置buildroot的时候设置了密码，那么就需要输入密码，这里我们没有设置密码，因此输入用户名就行了，如图19.2.3.2所示：

图19.2.3.1 buildroot根文件系统文件

        可以看出的buildroot构建的根文件系统运行基本没有问题，但是这个根文件系统是最简单的，我们并没有在buildroot里面配置任何第三方的库和软件，接下来我们就配置buildroot，使能一些常见的第三方软件。
19.3 buildroot下的busybox配置
19.3.1 busybox配置
        buildroot在构建根文件系统的时候也是要用到busybox的，既然用到了busybox那么就涉及到busybox的配置。buildroot会自动下载busybox压缩包，buildroot下载的源码压缩包都存放在/dl目录下，在dl目录下就有一个叫做“busybox”的文件夹，此目录下保存着busybox压缩包，如图19.3.1.1所示：

图19.3.1.1 busybox源码

        可以看出，buildroot下载的busybox版本为1.31.1。要想编译busybox，必须对图19.3.1.1中的压缩包进行解压缩，buildroot会对其进行解压！buildroot将所有解压缩后的软件保存在/output/build软件中，我们可以在找到/output/build/busybox-1.31.1这个文件夹，此文件夹就是解压后的busybox源码，文件内容如图19.3.1.2所示：

图19.3.1.2 busybox源码

        如果大家想要修改busybox源码的话就直接在图19.3.1.2中找到相应的文件，然后修改即可。我们现在是要配置buildroot下的busybox，因此肯定要打开busybox的配置界面，在buildroot源码根目录下输入如下命令：
sudo make busybox-menuconfig
        输入以后就会打开buildroot下的busybox配置界面，如图19.3.1.3所示：

图19.3.1.3 buildroot下的busybox配置界面

        图19.3.1.3就是我们最熟悉的busybox配置界面了，大家想要配置什么就直接操作就行了，或者参考第十八章即可。
19.3.2 busybox中文字符的支持
        在第十八章我们讲过了，busybox对中文字符显示做了限制，因此必须要修改相关的文件，具体修改过程参考18.2.2小节即可，这里就不再赘述了。
19.3.3 编译busybox
        配置好以后就可以重新编译buildroot下的busybox，进入到buildroot源码目录下，输入如下命令查看当前buildroot所有配置了的目标软件包，也就是packages：
sudo make show-targets
        结果如图19.3.3.1所示：

图19.3.3.1 当前buildroot下的所有packages

        图19.3.3.1中列出了当前buildroot中所有使能了的packages包，其中就包括busybox，如果我们想单独编译并安装busybox的话执行下面命令即可：

1. sudo make busybox

复制代码

        上述命令就会重新编译busybox。编译完成以后重新编译buildroot，主要是对其进行打包，输入如下命令：

1. sudo make

复制代码

        重新编译完成以后查看一下output/images目录下rootfs.tar的创建时间是否为刚刚编译的，如果不是的话就删除掉rootfs.tar，然后重新执行“sudo make”重新编译一下即可。最后我们使用新的rootfs.tar启动Linux系统。
19.4.3 使用自己的busybox源码
        buildroot会自行下载busybox并编译，但是有时候我们不想要buildroot自带的busybox，我们想要使用自己配置好的busybox，比如第十八章我们已经配置好的busybox。这个可以在buildroot中实现，只要进行相应的配置，指定要使用的busybox源码目录即可。这个要自己编写buildroot的local.mk文件，在此文件里面指定busybox目录，在buildroot的configs目录下新建一个名为“local.mk”的文件，然后在里面输入如下格式内容：
XXXXXX_OVERRIDE_SRCDIR=‘具体路径’
        比如指定busybox路径的时候就使用：

1. BUSYBOX_OVERRIDE_SRCDIR=/home/zuozhongkai/linux/busybox/busybox-1.32.0

复制代码

        local.mk准备好以后就可以配置buildroot，使用local.mk，打开buildroot的配置界面需要配置的项目和其对应的内容如下(“=”号后面是配置项要选择的内容！)：

1. -> Build options   
   
2.         -> location of a package override file        = ./configs/local.mk 指定local.mk所在目录

复制代码

        如图19.4.3.1所示：

图19.4.3.1 设置local.mk

        图19.4.3.1中“location of a package override file”选项就是设置local.mk路径的，这里设置为 “./configs/local.mk”。重新编译buildroot，此时buildroot会将BUSYBOX_OVERRIDE_SCRDIR指定的busybox源码拷贝到buildroot的output/build/busybox-custom目录下。编译完成以后使用新的根文件系统启动，输入“busybox”命令查看busybox版本号是否为1.32.0，如图19.4.3.2所示：

图19.4.3.2 使用自定义busybox源码

        从图19.4.3.2可以看出，此时buildroot中的busybox版本号变为了1.32.0。为了方便开发，建议大家使用buildroot自带的busybox，也就是1.31.0版本的。
19.4 buildroot第三方软件和库的配置
        上一小节我们通过buildroot制作了一个最基本的根文件系统，本节我们来学习一下如何配置buildroot使能一些第三放软件或库，比如FTP和SSH服务等。
19.4.1 使能VSFTPD服务
        我们可以在开发板上搭建一个FTP服务器，这样我们就可以使用FileZilla软件直接向开发板拷贝文件，或者将开发板中的文件拷贝到电脑中。这里我们通过使能buildroot中的vsftpd软件来完成FTP服务器的搭建，配置路径如下：

1. <li>-> Target packages                                                                    
   
2.                    -> Networking applications   
   
3.                         -></li><li> vsftpd                                //使能vsftpd</li>

复制代码

        如图19.4.1.1所示：

图19.4.1.1 使能vsftpd

19.4.2 使能SSH
        有时候我们需要远程登录开发板，这个时候就可以通过网络登录，要用到SSH服务，OpenSSH是SSH的开源免费版本。直接使能buildroot中的OpenSSH即可，配置路径如下：                                                                           

1. <li>-> Target packages                                                                    
   
2.                 -> Networking applications
   
3.                         -></li><li> openssh                           //使能openssh</li>

复制代码

        如图19.4.2.1所示：

图19.4.2.1 使能openssh

        等待编译完成就可以使用新的根文件系统进行测试了，将ouput/images/rootfs.tar拷贝到nfs目录下的rootfs目录中，然后重新解压。注意，以前自己添加的文件并不会被删除掉的，解压命令如下：

1. tar -vxf rootfs.tar

复制代码

        解压完成以后就可以使用FTP和SSH等相关的软件了，由于FTP和SSH都是通过网络进行数据传输的，因此需要先配置网络，如果是通过nfs挂载的根文件系统，那么网络已经初始化完成了，因此可以直接使用。如果是烧写到EMMC里面的，那么就需要先配置网络相关功能。
        关于VSFTPD和SSH的测试稍后再讲解。
19.5 buildroot根文件系统测试
buildroot的根文件系统制作好以后就是测试工作了，基本测试内容和18.5小节一样，这里就不赘述了，我们重点讲解一下其他的测试内容。
19.5.1 depmod命令测试
        depmod命令非常重要，我们后面学习Linux驱动的时候需要使用此命令分析模块的依赖性，此命令需要在busybox中使能，路径如下：      

1. <font size="4"><li>-> Linux Module Utilities
   
2.                 -></li></font><li><font size="4"> depmod                        //使能depmod命令</font></li>

复制代码

        如图19.5.1.1所示：

图19.5.1.1 使能depmod命令

        默认情况下depmod命令是使能了的，但是如果大家输入depmod命令以后发现不存在，那么就自行重新配置一下buildroot下的busybox，按照上面的方法使能depmod命令并编译一次即可，最后使用新的buildroot根文件系统启动，输入depmod命令，一般会有如图19.5.1.2所示错误提示：

图19.5.1.2 depmod命令错误提示

        从图19.5.1.2可以看出，depmod命令提示没有找到“lib/modules/5.4.31”目录(后面的5.4.31是和具体的Linux内核版本相关的，我们本教程使用的Linux内核版本为5.4.31。如果你使用的其他版本的Linux内核，那么这里就是相应的内核版本名字，比如4.1.15)。我们一般将驱动模块放到lib/modules/5.4.31目录下，既然当前根文件系统不存在这个目录，那么就手动创建此目录，命令如下：

1. mkdir /lib/modules/5.4.31 -p

复制代码

        创建好以后在执行depmod命名就不会报错了，并且depmod命令会在lib/modules/5.4.31目录下生成三个文件：modules.alias、modules.dep、modules.symbols，如图19.5.1.3所示：

图19.5.1.3 depmod命令产生的三个文件

        图19.5.1.3中这三个文件不需要我们去操作，系统会自己使用这三个文件。
19.5.2 vsftpd测试
        接下来测试一下用vsftpd搭建的FTP服务器，在测试之前要先进行一些设置，首先需要对vsftpd进行配置，打开/etc/vsftpd.conf文件，将下面两行前面的“#”去掉：

1. local_enable=YES                //取消掉前面的‘#’
   
2. write_enable=YES                //取消掉前面的‘#’

复制代码

接下来需要修改/etc/vsftpd.conf文件的所属用户，默认为sshd用户，我们要将其改为root用户，输入如下命令：

1. chown root:root /etc/vsftpd.conf        //修改vsftpd.conf文件所属用户

复制代码

        必须修改vsftpd.conf的所有用户以及所属用户组，否则vsftpd运行的时候会报错！修改以后的vsftpd.conf所属用户以及用户组就都是root了，如图19.5.2.1所示：

图19.5.2.1 修改后的vsftpd.conf所属用户和用户组

        最后在开发板上使用adduser命令新建一个用户要来完成FTP登录，如图19.5.2.2所示：

图19.5.2.2 新建“zuozhongkai”用户

        创建完成以后就会在/home目录下存在“zuozhongkai”用户目录，如图19.5.2.3所示：

图19.4.3.3 zuozhongkai用户目录

        设置完成以后重启开发板，vsftpd服务默认会使能！启动log信息如图19.5.2.4所示：

图19.5.2.4 vsftpd开机自启动

        从图19.5.2.4可以看出，开机以后vsftpd默认已经启动了，大家可以输入“ps”命令查看一下，结果如图19.5.2.5所示：

图19.5.2.5 后台运行的vsftpd软件

        至此vsftpd服务已经正常运行了，我们可以使用FileZilla来登录开发板，用户名使用前面创建的“zuozhongkai”即可，如图19.5.2.6所示：

图19.5.2.6 设置FileZilla

        设置好以后就可以连接了，连接成功以后如图19.5.2.7所示：

图19.5.2.7 FileZilla连接开发板

        至此，开发板FTP服务就搭建完成了。
19.5.3 sshd测试
        SSHD不仅包含SSH服务，也包含scp指令，SSHD不需要进行配置，只需要创建一个登陆用户即可，前面在FTP设置中已经创建了一个名为“zuozhongkai”的用户，所以这里就不用再创建用户了，直接使用“zuozhongkai”这个用户即可。SSHD默认会启动开启，然后在后台运行，开发板linux系统启动的时候会输出SSHD开启信息，如图19.5.3.1所示：

图19.5.3.1 SSHD服务自启动

        从图19.5.3.1可以看出，SSHD服务开机自启动了，如果SSHD启动失败并且提示“sshd: /var/empty must be owned by root and not group or world-writable.”，此时我们需要修改/var/empty目录所属用户以及用户组，输入如下命令：

1. chown root:root /var/empty

复制代码

        完成以后重启开发板即可，进入系统以后通过“ps”命令来查看sshd后台服务，如图19.5.3.2所示:

图19.5.3.2 后台运行的sshd

        sshd测试方法很简单，使用MobaXterm软件通过SSH服务登录即可，打开MobaXterm软件，点击“Session”按钮，在弹出的“Session settings”界面上选择“SSH”。打开以后在“Remote Host”栏填写开发板的IP地址，勾选后面的“Specify username”，并且填写登录用户名，比如：zuozhongkai，配置完成以后如图19.5.3.3所示：

图19.5.3.3 SSH配置

        配置好以后点击“OK”按钮，此时就会打开ssh会话框，并且要求你输入用户密码，如图19.5.3.4所示：

图19.5.3.4 SSH登录

输入sshd用户密码，可能会弹出是否保存密码对话框，选择保存即可。如果密码正确的话就会登录到开发板上，如图19.5.3.5所示：

图19.5.3.5 SSH登录成功

        同样的，我们也可以在ubuntu下通过ssh命令登录开发板，输入如下命令：
ssh zuozhongkai@192.168.1.251
        其中“zuozhongkai”为登录账户名字，192.168.1.250是开发板的IP地址。用户名和开发板IP地址之间用“@”符号链接起来。第一次与开发板建立连接的时候会让你进行确认，输入“yes”就行了，如图19.5.3.6所示：

图 19.5.3.6 确认建立连接

        输入“yes”以后就会让你输入“zuozhongkai”用户密码，如图19.5.3.7所示：

图19.5.3.7 输入zuozhongkai用户密码

        如果密码正确的话就会登录进开发板，可以对开发板进行各种操作，如图19.5.3.8所示：

图19.5.3.8 通过SSH对开发板进行操作

        输入“exit”命令即可退出SSH会话。
19.5.4 创建自启动文件
        前面在测试busybox的根文件系统的时候都是直接在/etc/init.d/rcS里面添加自启动相关命令的，但是buildroot构建的根文件系统中就不需要直接在/etc/init.d/rcS中添加自启动命令了，默认情况下buildroot构建的根文件系统中rcS文件内容如图19.5.4.1所示：

图19.5.4.1 rcS默认内容

        从图19.5.4.1中可以看出，rcS默认会在/etc/init.d目录下查找所有以‘S’开头的脚本，然后依次执行这些脚本。所以我们可以自己创建一个以‘S’开头的自启动脚本文件，比如我创建一个名为Sautorun的自启动文件，命令如下：

1. cd /etc/init.d/                                        //进入/etc/init.d目录
   
2. touch Sautorun                                //使用touch命令创建Sautorun脚本
   
3. chmod 777 Sautorun                        //给予Aautorun脚本可执行权限

复制代码

        最后在Sautorun脚本里面输入要执行的命令，比如要开机自启动test这软件，那么Sautorun脚本内容如图19.5.4.2所示：

图19.5.4.2 Sautorun脚本内容

        设置好以后重启开发板，此时Sautorun脚本就会被rcS调用，进而运行test软件。
19.5.5 显示路径
        这里我们重点说一下另外一个问题，我们使用buildroot构建的根文件系统启动以后会发现，输入命令的时候命令行前面一直都是“#”，如果我们进入到某个目录的话前面并不会显示当前目录路径，如图19.5.5.1所示：

图19.5.5.1 目录路径未显示

        从图19.5.5.1可以看出，我们当前所处的目录是/etc，但是前面的提示符一直是“#”，这样不利于我们查看自己当前所处的路径。最好能像Ubuntu一样，可以指出当前登录的用户名，主机名以及所处的目录，如图19.5.5.2所示：

图19.5.5.2 Ubuntu shell命令前缀信息

        我们现在就来设置，实现图19.5.5.2中所示的效果。我们要先了解一下“PS1”这个环境变量，PS1用于设置命令提示符格式，格式如下：

1. PS1 = ‘命令列表’
   
2.         命令列表中可选的参数如下：
   
3. \!：显示该命令的历史记录编号。
   
4. \#：显示当前命令的命令编号。
   
5. \$：显示$符作为提示符，如果用户是root的话，则显示#号。
   
6. \\：显示反斜杠。
   
7. \d：显示当前日期。
   
8. \h：显示主机名。
   
9. \n：打印新行。
   
10. \nnn：显示nnn的八进制值。
    
11. \s：显示当前运行的shell的名字。
    
12. \t：显示当前时间。
    
13. \u：显示当前用户的用户名。
    
14. \W：显示当前工作目录的名字。
    
15. \w：显示当前工作目录的路径

复制代码

        我们打开/etc/profile文件，文件内容如下所示：
示例代码19.5.5.1 /etc/profile文件要屏蔽的内容

1. 1  export PATH="/bin:/sbin:/usr/bin:/usr/sbin"
   
2. 2  
   
3. 3  if [ "$PS1" ]; then
   
4. 4          if [ "`id -u`" -eq 0 ]; then
   
5. 5                  export PS1='# '
   
6. 6          else
   
7. 7                  export PS1='$ '
   
8. 8          fi
   
9. 9  fi
   
10. 10
    
11. 11 export EDITOR='/bin/vi'
    
12. 12
    
13. 13 # Source configuration files from /etc/profile.d
    
14. 14 for i in /etc/profile.d/*.sh ; do
    
15. 15         if [ -r "$i" ]; then
    
16. 16                 . $i
    
17. 17         fi
    
18. 18 done
    
19. 19 unset i

复制代码

        第3~9行就是设置PS1环境变量的值，我们可以直接修改这部分代码，但是不建议大家这么做，因为我们及时修改正常了，但是后续如果重新编译buildroot并解压以后，/etc/profile文件又会被重新替换掉，我们又得修改/etc/profile。
        第14~17行，从这里可以看出，/etc/profile文件执行的时候会遍历/etc/profile.d目录下的所示.sh脚本文件，然后执行这些.sh脚本文件。所以我们可以在/etc/profile.d目录下创建一个自定义的.sh脚本文件，然后在此脚本文件里面添加PS1初始化代码就行了，这样即使后面重新编译了buildroot也不用担心此.sh脚本会被替换掉。
        在/etc/profile.d目录下新建一个名为“myprofile.sh”的shell脚本文件，并且给予此文件可执行权限，命令如下：

1. cd /etc/profile.d/                                //进入/etc/profile.d目录
   
2. touch myprofile.sh                                //创建myprofile.sh文件
   
3. chmod 777 myprofile.sh                        //给予myprofile.sh可执行权限

复制代码

最后在myprofile.sh里面添加如下所示内容：
示例代码19.5.5.2 /etc/profile添加的内容

1. 1 #!/bin/sh
   
2. 2
   
3. 3 PS1='[\u@\h]:\w$ '
   
4. 4 export PS1

复制代码

        重点是第3行，也就是设置PS1环境变量，格式就是：
[user@hostname]:currentpath$:
        user：用户名。
        hostname：主机名。
        currentpath：当前所处目录绝对路径。
设置好以后的myprofile.sh文件内容如图19.5.5.3所示：

图19.5.5.3 修改后的myprofile.sh文件

        myprofile.sh文件创建完成以后重启开发板，这个时候我们就如到某个目录的时候命令行就会有提示，如图19.5.5.4所示：

图19.5.5.4 命令提示符

        从图19.5.4可以看出，命令提示符显示正常了，完整的显示除了用户名、主机名和当前路径。至此，buildroot构建根文件系统就已经全部完成了，当然了，很多第三方软件本章并没有使能，大家可以自行根据实际需求选择对应的第三方软件和库。
19.6 烧写根文件系统到EMMC中
        至此，一个最基本的buildroot根文件系统就制作好了，我们可以将其打包烧写到开发板中。虽然编译buildroot的时候已经生成了rootfs.ext4格式的根文件系统，但是！我们实际上还在自行创建了一些文件，因此buildroot编译出来的rootfs.ext4不实用，所以还是需要我们对上面测试过的根文件系统打包，然后再烧写。
19.6.1 根文件系统打包
        首先对/home/zuozhongkai/linux/nfs/rootfs目录下的根文件系统打包，打包方法和18.6.1小节一模一样，大家参考18.6.1小节打包即可，最终得到一个名为“rootfs.ext4”的根文件系统包。
19.6.2 烧写到EMMC
        打包完成以后就可以使用STM32CubeProgrammer软件烧写到开发板EMMC中，烧写方法在18.6.2小节详细讲解了。
19.6.3 EMMC启动测试
        烧写完成以后就可以从EMMC启动测试了，需要设置uboot下面的bootcmd和bootargs这两个环境变量，命令如下：

1. setenv bootcmd 'ext4load mmc 1:2 c2000000 uImage;ext4load mmc 1:2 c4000000 stm32mp157d-atk.dtb;bootm c2000000 - c4000000'
   
2. setenv bootargs 'console=ttySTM0,115200 root=/dev/mmcblk1p3 rootwait rw'
   
3. saveenv
   
4. boot

复制代码

        启动以后如图19.6.3.1所示：

图19.6.3.1 从EMMC启动

        从EMMC启动的话默认是不开启网络的，需要我们自行开启，输入“ifconfig -a”命令查看当前开发板所有网卡信息，如图19.6.3.2所示：

图19.6.3.3 当前开发板所有网卡

        从图19.6.3.3可以看出，当前开发板有两个网卡:eth0和lo，其中eth0就是开发板的千M有线网卡，lo是回测用的。但是eth0这个网卡默认是没有启用的，大家输入“ifconfig”命令可以查看当前正在工作的网卡，如图19.6.3.4所示：

图19.6.3.4 当前系统启用的网卡

        从图19.6.3.4可以看出，当前系统就只启用了lo网卡，eth0网卡并没有启用，所以我们需要手动打开eth0网卡，输入如下命令：

1. ifconfig eth0 up                        //打开eth0网卡

复制代码

        输入上述命令以后就会打开eth0网卡，如图19.6.3.5所示：

图19.6.3.5 eth0网卡启动

        从图19.6.3.5可以看出，eth0网络连接成功，网速为1Gbps。注意！如果你的开发板连接的路由器或交换机是百M的，那么网速可能为100Mbps！
        再次输入“ifconfig”命令就可以看到eth0网卡打开了，如图19.6.3.6所示：

图19.6.3.6 eth0网卡打开

        从图19.6.3.6可以看出，此时eth0网卡已经打开了，但是此时开发板网络还不能使用，因为我们还没有配置eth0网卡地址信息，如果开发板没有连接路由器，而是直接连接的交换机或者电脑，那么只能手动设置eth0网卡地址信息，命令如下：

1. ifconfig eth0 192.168.1.250 netmask 255.255.255.0

复制代码

        如果需要开机自动设置静态IP地址，那么就可以在/etc/init.d/Sautorun中添加如下两行：

1. ifconfig eth0 up                                                                        //打开eth0
   
2. ifconfig eth0 192.168.1.250 netmask 255.255.255.0                //设置IP地址

复制代码

        修改完Sautorun文件以后执行一次sync命令，确保修改的内容写入到Sautorun文件里面，而不是写入到缓存中。最后重启开发板，此时系统启动的时候就会自动打开eth0网卡，并且设置静态IP地址。
        如果开发板连接路由器的话就更简单了，不需要我们手动设置静态IP地址，直接使用“udhcpc”命令从路由器获取动态IP地址即可，如图19.6.3.7所示：

图19.6.3.7 udhcpc动态获取IP地址

        从图19.6.3.7可以看出，开发板通过udhcpc命令获取到了192.168.1.157这个IP地址。