什么是操作系统？

操作系统（operation system，简称OS）是管理计算机硬件与软件资源的计算机程序。操作系统需要处理如管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入设备与输出设备、操作网络与管理文件系统等基本事务。操作系统也提供一个让用户与系统交互的操作界面。

操作系统为什么要裁剪？

正常版本的Linux是一种通用的操作系统，其内核支持需要具有对硬件平台广泛的支持，所以需要支持多个功能模块；其文件系统也是一样里面安装了各种服务和软件，不仅占用系统资源，而且会影响系统对事件的响应速度和执行速度，所以需要对操作系统进行裁剪压缩，删除不必要的模块和软件。

嵌入式系统更是如此，嵌入式系统是针对具体应用开发的系统，在设计时其硬件平台和软件设计目标已经非常明确，不会轻易改动，所以可以根据软硬件的实际情况定制化内核和文件系统。

主要裁剪的是内核和文件系统。

内核裁剪的方法

O内核裁剪的三种方法

O第一种使用内核自身的配置工具，编译定制内核。Linux能够很好支持模块化，内核有许多可以独立增加或者删除的功能模块。

O在编译根据系统平台的特点和应用需求配置内核，添加需要的功能，删除不需要的功能，此方法的缺点是内核裁剪的粒度较大，精度较小。

Omake menuconfig

第二种是修改内核源码进行裁剪，通过平台和应用的需求，在内核源码适当的位置加入一些条件编译语句，定制内核选项，颗粒度更小，裁剪出来的内核体积更小，适合嵌入式系统需求。

第三种是基于系统调用关系进行内核裁剪，内核是操作系统运行的核心，内核函数在系统调用，异常产生和中断的时候被调用，分析清楚系统调用关系，将不需要的内核函数裁剪。

文件系统裁剪

一句话：删掉哪些没有用的文件

学会制作文件系统就知道文件系统最低配需要哪些东西，那裁剪文件系统不就手到擒来

如何构建一个文件系统

一般构建文件系统有两种方法

第一种是使用文件系统生成工具，例如busybox,debootstrap,febootstrap

第二种是使用官方给出的最小文件系统，例如Ubuntu base镜像

基于Busybox制作文件系统

root@cary:~# tar jxf busybox-snapshot.tar.bz2
root@cary:~# cd busybox/
root@cary:~/busybox# make menuconfig

make && make install
默认安装在_install目录

制作rootfs并补齐缺少文件夹

root@cary:~/busybox# mkdir rootfs
root@cary:~/busybox# cp -rf _install/* rootfs/
root@cary:~/busybox# cd rootfs/
root@cary:~/busybox/rootfs# ls
bin  linuxrc  sbin  usr
root@cary:~/busybox/rootfs# mkdir dev etc lib proc sys tmp var root
root@cary:~/busybox/rootfs# ls
bin  dev  etc  lib  linuxrc  proc  root  sbin  sys  tmp  usr  var 
root@cary:~/busybox/rootfs#

补充配置文件

Busybox提供了基础的/etc配置文件，拷贝过来即可

Inittab启动配置文件

Inittab文件格式：
label:runlevel:action:process

添加rxS

rcS的作用有两个，一是挂载文件系统例如fstab和devpts，二是mdev用于管理设备的插拔例如鼠标，键盘，u盘。

添加fstab

修改/etc/fstab文件，/etc/init.d/rcS执行mount –a的时候会自动挂载这些文件系统

环境变量profile

怎么选择文件系统类型？

简单的一个文件系统已经搞定，接下来需要考虑的文件系统的格式

怎么选择文件系统类型呢？

我们要从硬件&内核&系统需求三个方面综合考虑

硬件：考虑存储介质Flash是NOR Flash还是NAND Flash，Ram的大小

内核：考虑裁剪后支持哪些文件系统，采用哪种最合适，性能·速度满足要求

系统需求：考虑运行速度，是否压缩

使用官方的base镜像制作

Ubuntu base 镜像下载链接：cdimage.ubuntu.com/ubuntu-base/releases/

下载解压就发现里面有一个完整的文件系统

root@cary:~/ubuntu-base# mkdir rootfs
root@cary:~/ubuntu-base# tar -xzf ubuntu-base-22.10-base-arm64.tar.gz -C rootfs/
root@cary:~/ubuntu-base# cd rootfs/
root@cary:~/ubuntu-base/rootfs# ls
bin  boot  dev  etc  home  lib  media  mnt  opt  proc  root  run  sbin  srv  sys  tmp  usr  var
root@cary:~/ubuntu-base# chroot rootfs/
root@cary:/# ls
bin  boot  dev etc  home  lib media  mnt  opt  proc  root  run  sbin srv  sys  tmp  usr  var
更新
root@cary:/#apt update
根据需要安装需要的包，需要网络环境
root@cary:/#apt install ssh net-tools 

接下来就是用户创建、DNS、网络配置、串口设置、lib拷贝等等

下面是实际项目中第一个最简单的版本笔记，在x86系统下制作aarch64文件系统

Initial rootfs version:
[root@localhost arron]# mount CentOS-7-aarch64-Everything-2009.iso /tmp/
mount: /dev/loop1 is write-protected, mounting read-only

[root@localhost arron]# ls /tmp/LiveOS
squashfs.img  TRANS.TBL

cp /tmp/LiveOS/squashfs.img .
mv squashfs.img rootfs_1_00_00.img
mkdir rootfs

mount rootfs_1_00_00.img rootfs
mount -t sysfs /sys rootfs/sys
mount -t proc /proc rootfs/proc
mount -o bind /dev  rootfs/dev


mount -o bind /dev  rootfs/dev/pts

centos-release-7.9.2009.el7.centos.arrch64.com
yum-3.4.3-168.el7.centos.noarch.rpm
yum-metadata-parser-1.1.4-10.el7.aarch64.rpm
yum-plugin-fastestmirror-1.1.31-54.el7_8_noarch.rpm

rpm2cpio centos-release-7.9.2009.el7.centos.arrch64.com | cpio -idumv
rpm2cpio yum-3.4.3-168.el7.centos.noarch.rpm | cpio -idumv
rpm2cpio  yum-metadata-parser-1.1.4-10.el7.aarch64.rpm | cpio -idumv
rpm2cpio yum-plugin-fastestmirror-1.1.31-54.el7_8_noarch.rpm | cpio -idumv

change root
echo ':qemu-aarch64:M::\x7f\x45\x4c\x46\x02\x01\x01\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x02\x00\xb7\x00:\xff\xff\xff\xff\xff\xff\xff\x00\xff\xff\xff\xff\xff\xff\xff\xff\xfe\xff\xff\xff:/usr/bin/qemu-aarch64-static:OC' > /proc/sys/fs/binfmt_misc/register
cat /proc/sys/fs/binfmt_misc/qemu-aarch64
cp /usr/bin/qemu-aarch64-static centos_rootfs/usr/bin/ -rf
chroot roots

yum install -y sudo passwd openssh telnet net-tools

没有桌面不需要，可能会导致开不起，需要切换到命令行模式
yum groupinstall "X Window System"
yum groupinstall "GNOME Desktop"

umount rootfs/dev/pts
umount rootfs/dev
umount rootfs/proc
umount rootfs/sys
umount rootfs