为自己打造Linux小系统

2023-08-12 12:43:58

 一、前言

Linux操作系统至1991.10.5号诞生以来，就源其开源性和*性得到了很多技术大牛的青睐，每个Linux爱好者都为其贡献了自己的一份力，不管是在Linux内核还是开源软件等方面，都为我们后来人提供了一个良好的学习和研究环境。做为一个Linuxer，感谢各位前辈们为我们提供一个*的空间，让我们也能够在学习的同时去研究Linux。

本文主要通过裁剪现有Linux系统，打造一个属于自己的Linux小系统，让其能够装载网卡驱动，并配置IP地址，实现网络功能。

二、原理

启动流程介绍：

制作Linux小系统之前，我们有必要再了解一下Linux的启动流程：

1、首先Linux要通过POST自检，检查硬件设备有没有故障

2、如果有多块启动盘的话，需要在BIOS中选择启动磁盘

3、启动MBR中的bootloader引导程序

4、加载内核文件

5、执行所有进程的父进程、老祖宗init

6、打印欢迎界面

在Linux的启动流程中，加载内核文件时还需要借助别外两个文件：

1）initrd，是CentOS5上用内存模拟的磁盘设备

2）initramfs，是CentOS6上用内存模拟的文件系统

在启程的流程中，init主要是用来做哪些操作的呢？

init通过调用/etc/inittab这个配置文件，然后再去执行/etc/rc.d/rc.sysinit的系统初始化脚本

启发

到Linux打印欢迎界面后，就说明系统已经启动成功，如果我们要制作一个Linux小系统，我们只需要把它在开机流程中用到的各文件都装载到一起，就可以点亮属于我们自己的系统了，而Linux是一个模块化的操作系统，好多功能组件都是通过模块化的工具来实现的，而且支持动态装载和卸载，我们要是想实现某种功能，只需加载相应的模块即可，就可以实现我们的Linux操作系统大瘦身了。

三、操作步骤

1、目标磁盘分区

在宿主机上挂一块新磁盘，命名为soft-Linux，此块磁盘是宿主机上的第二块磁盘，所以这里是/dev/sdb，而到时候挂载到目标主机的时候，因为那里只有这一块磁盘，所以在目标主机上的名称应该是/dev/sda，这个不能搞混了。首先，我们要在目标磁盘上分两个区，并进行格式化。第一个分区500M，用来装引导程序；第二个分区10G，用来装根文件系统。然后再进行挂载操作，将/dev/sdb1挂载到/mnt/boot下，将/dev/sdb2挂载到/mnt/sysroot下。

为自己打造Linux小系统

  1. [root@nmshuishui ~]# mount /dev/sdb1 /mnt/boot
  2. mount: mount point /mnt/boot does not exist
  3. [root@nmshuishui ~]# mkdir -p /mnt/boot /mnt/sysroot
  4. [root@nmshuishui ~]# mount /dev/sdb1 /mnt/boot
  5. [root@nmshuishui ~]# mount /dev/sdb2 /mnt/sysroot/
  6. [root@nmshuishui ~]#

2、安装grub至目标磁盘

一个系统能启动，就需要引导，所以我们首先要安装一个grub引导程序到我们的新磁盘上，安装grub引导程序主要有两个命令，一个是grub-install，另一个是setup，这里最好使用grub-install来安装。因为：

  1. ①grub-install会安装grub引导第二阶段的文件
  2. ②setup不会安装第二阶段的引导程序，是安装引导信息到MBR
  3. 第二个需要注意的地方就是--root-directory=后面接的路径应该是boot目录所在的地方，而不是/mnt/boot，因为boot目录在mnt下；目标磁盘是/dev/sdb
  4. [root@nmshuishui ~]# grub-install --root-directory=/mnt /dev/sdb
  5. Probing devices to guess BIOS drives. This may take a long time.
  6. Installation finished. No error reported.
  7. This is the contents of the device map /mnt/boot/grub/device.map.
  8. Check if this is correct or not. If any of the lines is incorrect,
  9. fix it and re-run the script `grub-install'.
  10. (fd0)   /dev/fd0
  11. (hd0)   /dev/sda
  12. (hd1)   /dev/sdb
  13. [root@nmshuishui ~]# cd /mnt/boot/
  14. [root@nmshuishui boot]# ls
  15. grub  lost+found
  16. [root@nmshuishui boot]# cd grub/
  17. [root@nmshuishui grub]# ls
  18. device.map  e2fs_stage1_5  fat_stage1_5  ffs_stage1_5  iso9660_stage1_5  jfs_stage1_5  minix_stage1_5  reiserfs_stage1_5  stage1  stage2  ufs2_stage1_5  vstafs_stage1_5  xfs_stage1_5
  19. [root@nmshuishui grub]#

安装完grub后，进入grub目录，会发现没有grub.conf配置文件，这样就导致我们的引导程序是不健全的，所以我们需要手动写一个配置文件在里边，不过这得需要知道内核的版本，等移植完内核版本，再回过头来补充此步。

3、复制内核文件和initrd文件

init是系统中用来产生其它所有进程的程序。它以守护进程的方式存在，其进程号为1，init是所有进程的父进程，老祖宗，所以不移植是不行的。它通过调用/etc/inittab这个配置文件，然后再去执行/etc/rc.d/rc.sysinit的系统初始化脚本。

将内核文件和initrd文件复制到/dev/sdb下的boot目录中。

  1. [root@nmshuishui grub]# cp /boot/vmlinuz-2.6.32-358.el6.x86_64 /mnt/boot/vmlinuz-soft
  2. [root@nmshuishui grub]# cp /boot/initramfs-2.6.32-358.el6.x86_64.img /mnt/boot/initramfs-soft.img
  3. [root@nmshuishui grub]#

4、创建目标主机根文件系统

①使用命令行展开创建文件系统

  1. [root@nmshuishui sysroot]# mkdir -pv /mnt/sysroot/{etc/rc.d,usr,var,proc,sys,dev,lib,lib64,bin,sbin,boot,srv,mnt,media,home,root}
  2. mkdir: created directory `/mnt/sysroot/etc'
  3. mkdir: created directory `/mnt/sysroot/etc/rc.d'
  4. mkdir: created directory `/mnt/sysroot/usr'
  5. mkdir: created directory `/mnt/sysroot/var'
  6. mkdir: created directory `/mnt/sysroot/proc'
  7. mkdir: created directory `/mnt/sysroot/sys'
  8. mkdir: created directory `/mnt/sysroot/dev'
  9. mkdir: created directory `/mnt/sysroot/lib'
  10. mkdir: created directory `/mnt/sysroot/lib64'
  11. mkdir: created directory `/mnt/sysroot/bin'
  12. mkdir: created directory `/mnt/sysroot/sbin'
  13. mkdir: created directory `/mnt/sysroot/boot'
  14. mkdir: created directory `/mnt/sysroot/srv'
  15. mkdir: created directory `/mnt/sysroot/mnt'
  16. mkdir: created directory `/mnt/sysroot/media'
  17. mkdir: created directory `/mnt/sysroot/home'
  18. mkdir: created directory `/mnt/sysroot/root'
  19. [root@nmshuishui sysroot]# ls
  20. bin  boot  dev  etc  home  lib  lib64  lost+found  media  mnt  proc  root  sbin  srv  sys  usr  var
  21. [root@nmshuishui sysroot]#

②移植bash命令和其库文件到根文件系统

  1. [root@nmshuishui mnt]# sh ~/scripts/cporder.sh
  2. Enter a command: bash
  3. Enter a command: shutdown
  4. Enter a command: reboot
  5. Enter a command: vim
  6. Enter a command: touch
  7. Enter a command: mkdir
  8. Enter a command: rm
  9. Enter a command: ls
  10. Enter a command: cat
  11. Enter a command: less
  12. Enter a command: ifconfig
  13. Enter a command: ip
  14. Enter a command: route
  15. Enter a command: quit
  16. quit
  17. [root@nmshuishui mnt]# sync
  18. [root@nmshuishui mnt]# sync
  19. [root@nmshuishui mnt]# ls
  20. boot  sysroot
  21. [root@nmshuishui mnt]# cd sysroot/
  22. [root@nmshuishui sysroot]# ls
  23. bin  lib64  sbin  usr
  24. [root@nmshuishui sysroot]# cd bin/
  25. [root@nmshuishui bin]# ls
  26. bash  cat  ls  mkdir  rm  touch
  27. [root@nmshuishui bin]# ln -sv bash sh
  28. `sh' -> `bash'
  29. [root@nmshuishui bin]# sync
  30. [root@nmshuishui bin]#

附：命令移植脚本

  1. #!/bin/bash
  2. #
  3. target=/mnt/sysroot
  4. clearCmd() {
  5. if which $cmd &> /dev/null; then
  6. cmdPath=`which --skip-alias $cmd`
  7. else
  8. echo "No such command"
  9. return 5
  10. fi
  11. }
  12. cmdCopy() {
  13. cmdDir=`dirname $1`
  14. [ -d ${target}${cmdDir} ] || mkdir -p ${target}${cmdDir}
  15. [ -f ${target}${1} ] || cp $1 ${target}${cmdDir}
  16. }
  17. libCopy() {
  18. for lib in `ldd $1 | grep -o "/[^[:space:]]\{1,\}"`; do
  19. libDir=`dirname $lib`
  20. [ -d ${target}${libDir} ] || mkdir -p ${target}${libDir}
  21. [ -f ${target}${lib} ] || cp $lib ${target}${libDir}
  22. done
  23. }
  24. while true; do
  25. read -p "Enter a command: " cmd
  26. if [ "$cmd" == 'quit' ] ;then
  27. echo "quit"
  28. exit 0
  29. fi
  30. clearCmd $cmd
  31. [ $? -eq 5 ] && continue
  32. cmdCopy $cmdPath
  33. libCopy $cmdPath
  34. done

5、为grub提供配置文件

上面移植了内核和initrd文件，我们就可以根据内核版本和initrd版本来编写grub.conf配置文件了：

  1. [root@nmshuishui grub]# vim grub.conf
  2. default=0
  3. timeout=5
  4. title   nmshuishui   soft-Linux
  5. root (hd0,0)
  6. kernel /vmlinuz-soft ro root=/dev/sda2 quiet selinux=0 init=/bin/bash
  7. initrd /initramfs-soft.img
  8. ~

quiet是静默安装，不再显示安装时的一大堆信息。后面要把selinux关掉，而且init要使用/bin/bash，告诉内核不要再去找init程序了。如果不指定这一步，在启动过程中就会报kernel panic（内核恐慌），以为系统就它一个了，没有init进程，恐慌的不行。

6、启动测试

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7、特别提醒

如果在vmvare上做此实验，在新建虚拟机创建新磁盘的时候，一定要选“Store virtual disk as a single file”，否则，也会出现内核恐慌kennel panic。

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四、装载模块，实现网络功能

1、查看宿主机的网卡模块信息

  1. [root@nmshuishui net]# lsmod | grep e1000
  2. e1000                 170646  0
  3. [root@nmshuishui net]#

2、查看网卡的详细信息

  1. [root@nmshuishui net]# modinfo e1000
  2. filename:       /lib/modules/2.6.32-358.el6.x86_64/kernel/drivers/net/e1000/e1000.ko
  3. version:        7.3.21-k8-NAPI
  4. license:        GPL
  5. description:    Intel(R) PRO/1000 Network Driver
  6. author:         Intel Corporation, <Linux.nics@intel.com>
  7. srcversion:     1D4F1E82BB99EA36D320B1B
  8. alias:          pci:v00008086d00002E6Esv*sd*bc*sc*i*
  9. alias:          pci:v00008086d000010B5sv*sd*bc*sc*i*
  10. alias:          pci:v00008086d00001099sv*sd*bc*sc*i*
  11. alias:          pci:v00008086d0000108Asv*sd*bc*sc*i*
  12. alias:          pci:v00008086d0000107Csv*sd*bc*sc*i*

这里查询到了网卡模块的路径，把它复制到/dev/sdb的库文件下：

  1. [root@nmshuishui net]# mkdir -pv /mnt/sysroot/lib64/modules
  2. mkdir: created directory `/mnt/sysroot/lib64/modules'
  3. [root@nmshuishui net]# cp /lib/modules/2.6.32-358.el6.x86_64/kernel/drivers/net/e1000/e1000.ko /mnt/sysroot/lib64/modules/e1000.ko

3、init程序

现在虽然是模块复制过去了，但是还不能用，而且现在也不满足我们的流程需要，因为连最起码的init程序都没有，如果我们想要这个init，有两个选择，第一，移植宿主系统的，但是格式会复杂一些；所以我们还是先自己动手写脚本吧，把脚本当作init来用，能够让小系统跑起来。init一般在sbin目录下，所以我们要在/dev/sdb2这个分区上编写一个init脚本。

  1. [root@nmshuishui ~]# cd /mnt/sysroot/sbin/
  2. [root@nmshuishui sbin]# vim init
  3. #!/bin/bash
  4. #print Welcome info
  5. echo -e "Welcome to \033[34m nmshuishui soft-Linux\033[0m"
  6. #mount wei wenjian system when the system is running.
  7. mount -n -t proc proc /proc
  8. mount -n -t sysfs sysfs /sys
  9. #mount ethernet driver autl when the system is start.
  10. insmod /lib64/modules/e1000.ko
  11. [ $? -eq 0 ] && echo -e "Load e1000 module succeeded                    [\033[32m0K\033[0m]"
  12. ifconfig lo 172.0.0.1/8
  13. ifconfig eth0 172.16.251.235/16
  14. #mount the /dev/sda2 to make it can be write and read.
  15. mount -n -o remount,rw /dev/sda2 /
  16. #run /bin/bash
  17. /bin/bash

写完这个init脚本后，我们要把我们要给其一个执行权限，让其能够被执行；此脚本中还用到mount,insmod这些命令，所以要用上一个脚本把这些命令移植过去。最后还需要把/mnt/boot/grub/grub.conf中的init=/bin/bash换成init=/sbin/init，因为我现在要用这个init脚本来执行系统启动了，再也不需让/bin/bash来替换了。

4、实现网络功能的Linux小系统

上面的步骤完成后，就可以把/dev/sdb挂到另一台主机上体验我们的私人订制小系统了。

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