Linux外圍文件系統(tǒng)的定制方法-四川平武建站

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Linux外圍文件系統(tǒng)的定制方法

前言

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一般來(lái)說(shuō)，我們所說(shuō)的Linux系統(tǒng)指的是各種基于Linux Kernel和GNU Project的操作系統(tǒng)發(fā)行版。為了掌握Linux操作系統(tǒng)的使用，了解 Linux操作系統(tǒng)的運(yùn)作過(guò)程，理解內(nèi)核與外圍支撐系統(tǒng)的關(guān)系，加深對(duì)開(kāi)源操作系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，我決定造個(gè)輪子——自己定制一個(gè)Linux文件系統(tǒng)。

這里有兩種實(shí)現(xiàn)方法：

直接自己實(shí)現(xiàn)init**\*（M1）***

加載bios 的硬件信息-> 讀取MBR –>執(zhí)行Grub ->加載kernel–> 加載驅(qū)動(dòng)–> init –> 執(zhí)行bash

利用系統(tǒng)/sbin/init**\*（M2）***

加載bios 的硬件信息-> 讀取MBR –>執(zhí)行Grub ->加載kernel–> 加載驅(qū)動(dòng)–> init –> /sbin/init -> 取得run-level信息 -> /etc/rc.d/rc.sysinit -> services –> /etc/rc.d/rc.local –> mingetty –> login

我們先選擇*M1*。

思路

利用原有系統(tǒng)復(fù)制必備部件到新存儲(chǔ)器
利用initrd.img機(jī)制在RAM Disk中測(cè)試
搭配原文件內(nèi)核和模塊啟動(dòng)

Step1：獲得shell版本的initrd.img

首先，我們可以寫(xiě)一個(gè)腳本init，使得內(nèi)核用該文件系統(tǒng)啟動(dòng)后能夠直接獲得一個(gè)Bash。

Linux外圍文件系統(tǒng)的定制方法

創(chuàng)建腳本 init

其中：/bin目錄下是常用命令，init是自己寫(xiě)的腳本，/lib64目錄下是應(yīng)用程序所依賴的動(dòng)態(tài)庫(kù)。

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init 內(nèi)容

現(xiàn)在我們需要使用命令行，創(chuàng)建bin和sbin目錄，向其中添加bash、ls、rm、cp、mv、echo、cat、less等基礎(chǔ)命令。由于這些命令需要依賴/lib64等目錄下的一些動(dòng)態(tài)鏈接的共享庫(kù)，所以需要將依賴的庫(kù)拷貝到小系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的目錄下，用ldd命令查詢應(yīng)用程序及其依賴的動(dòng)態(tài)庫(kù)。完成之后，執(zhí)行：

find . | cpio -H newc -o | gzip > /boot/initrd.img

將根文件系統(tǒng)打包成initrd.img放到/boot目錄下。啟動(dòng)時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)執(zhí)行initrd.img中的init。

費(fèi)了這么大勁生成initrd.img，如何測(cè)試新建的initrd.img呢，需要在grub啟動(dòng)配置文件當(dāng)中增加一個(gè)入口用于測(cè)試。

title CentOS 6 Mini
root (hd0,0)
kernel /vmlinuz-2.6.32-642.el6.x86_64
initrd /initrd.img

這樣重啟之后就會(huì)出現(xiàn)啟動(dòng)選項(xiàng)了。

Step2：完成掛載原系統(tǒng)能力

為了能掛載原系統(tǒng)，必須在initrd.img中加載原系統(tǒng)運(yùn)行所必須的驅(qū)動(dòng)模塊，比如ext4文件系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)、scsi設(shè)備的相關(guān)驅(qū)動(dòng)等，/sbin/modinfo 配合/sbin/insmod，驅(qū)動(dòng)放到/module

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Step3：完成擁有管理設(shè)備能力（udev）

利用管理、監(jiān)控主機(jī)設(shè)備的服務(wù)程序udevd來(lái)自動(dòng)加載所需的驅(qū)動(dòng)模塊，比我們自己實(shí)現(xiàn)更加可靠。udevd的規(guī)則文件在/lib/udev/目錄下，配置文件在/etc/udev/目錄下，同時(shí)還需要/etc/nsswitch.conf配置的名稱服務(wù)交換，其依賴的庫(kù)為/lib目錄下以libnss開(kāi)頭的文件，將上述文件拷貝到我們的目錄下，然后使用/sbin/start\_udev命令可以啟動(dòng)udevd服務(wù)。（udevd需要調(diào)用一些其他的系統(tǒng)命令，如/sbin/modprobe，可用strace進(jìn)行跟蹤獲取）。

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小系統(tǒng)的目錄文件

其中：/dev目錄下是系統(tǒng)存放可用設(shè)備的目錄，/log是使用strace命令生成的log記錄文件。

Step4：完成擁有l(wèi)ogin登錄能力

由于login的機(jī)制比較復(fù)雜，涉及進(jìn)程管理機(jī)制和進(jìn)程組、控制臺(tái)等許多方面，因此我們采用*M2*，將/sbin/init命令拷到小系統(tǒng)目錄下，init腳本改為

#!/bin/bash
exec /sbin/init

將控制權(quán)交給/sbin/init之后，系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)就必須等到它完成一系列調(diào)用之后，進(jìn)入login界面，用戶才能重新獲得控制權(quán)。

/sbin/init的過(guò)程大致分為三塊：第一塊是udevd加載驅(qū)動(dòng)模塊、文件系統(tǒng)檢查和根切換，相關(guān)配置在/etc/rc.sysinit中；第二塊是啟動(dòng)各項(xiàng)服務(wù)，相關(guān)配置在/etc/rc.d/目錄下；第三塊是登錄部分，需要調(diào)用/sbin/mingetty和/bin/login等命令。將上述所涉及的命令及文件拷貝到小系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的目錄下，并對(duì)配置進(jìn)行修改。

由于小系統(tǒng)啟動(dòng)之后initrd.img作為臨時(shí)根文件系統(tǒng)直接在內(nèi)存中運(yùn)行，而我們小系統(tǒng)不需要進(jìn)行根切換，故將/etc/rc.sysinit中remount\_needed()函數(shù)體注釋掉，這樣就不會(huì)根切換了。

由于系統(tǒng)采用了全新的Upstart啟動(dòng)方式（/sbin/init程序已經(jīng)改由upstart軟件包提供），將與Upstart啟動(dòng)相關(guān)的配置文件拷貝至小系統(tǒng)目錄下：

/etc/inittab 配置默認(rèn)運(yùn)行級(jí)別
/etc/init/rcS.conf 加載rc.sysinit腳本，完成系統(tǒng)初始化任務(wù)
/etc/init/rc.conf 兼容腳本，負(fù)責(zé)各運(yùn)行級(jí)別的調(diào)用處理
/etc/init/rcS-sulogin.conf 為單用戶模式啟動(dòng)/sbin/sushell環(huán)境
/etc/init/control-alt-delete.conf 控制終端下的Ctrl+Alt+Del熱鍵操作
/etc/init/start-ttys.conf 配置tty終端的開(kāi)啟數(shù)量、設(shè)備文件
/etc/sysconfig/init 控制tty終端的開(kāi)啟數(shù)量、終端顏色方案
/etc/init/tty.conf 控制tty終端的開(kāi)啟

將bootmini/etc/inittab的運(yùn)行優(yōu)先級(jí)改為2，那么系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)/sbin/init將執(zhí)行bootmini/etc/rc.d/rc2.d/目錄下以S開(kāi)頭的文件，將一些不需要開(kāi)啟的服務(wù)文件名改為K開(kāi)頭。

在bootmini/etc/rc.d/rc.local文件中可以加入用戶需要系統(tǒng)開(kāi)機(jī)啟動(dòng)后自動(dòng)執(zhí)行的操作。

login程序基于認(rèn)證體系PAM，配置文件在/etc/pam.d/目錄下，相關(guān)庫(kù)文件有/lib64/security/及其依賴的庫(kù)文件；login還涉及用戶組管理/bin/chgrp、/bin/chown、/bin/chmod等，保存用戶名的文件/etc/passwd、/etc/group，用戶密碼文件為/etc/shadow。其他一些涉及的文件可通過(guò)strace來(lái)幫助分析。

可在真機(jī)上運(yùn)行的完整版小系統(tǒng)

部分目錄文件：

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