自制linux系统

Posted 2020-10-05

本实验以centos6为例

系统启动流程说明

-->加载Bios，通过BIOS程序加载CMOS的信息，并通过CMOS获得硬件信息

-->开机自检POST

-->读取MBR的信息

-->grub引导系统启动

-->开启系统第一个进程init

-->用户登陆

有几点我们需要理解：

1、MBR是磁盘的第一个扇区，512字节，其中前446字节是boot loader引导加载程序，后64字节是分区表，最后2字节是MBR的结束位55aa

系统要启动，就要加载内核、各种驱动，那linux的内核存放在/boot下，驱动文件存放在/lib/modules下，所以启动流程第一步得先进入/boot加载内核文件，

而/boot是一个单独的分区并使用ext4文件系统。也就是说要进入/boot加载内核得先有文件系统驱动，而要安装文件系统驱动得先加载内核。如此进入一个死循环。

但是我们知道，实际情况是linux可以正常启动的，这是什么原因呢？

因为有MBR，MBR中前446字节的boot loader起引导作用，我们称为grub stage1，接着进入stage1.5阶段，此阶段加载的信息在MBR512字节之后的27个扇区。

stage1.5结束后进入stage2阶段，stage2阶段会执行配置文件grub.conf，这份文件内容如下：

default=0  //默认加载的内核、initrd文件，0表示第一个title
timeout=5  //开机过程中出现的菜单选项超时时间
splashimage=(hd0,0)/grub/splash.xpm.gz  //启动菜单选项的背景图片
hiddenmenu  //隐藏菜单的后台执行过程
title CentOS 6 (2.6.32-696.el6.x86_64)  //名字而已
        root (hd0,0)  //以第1块磁盘的第1个分区为根，说白了就是/boot为根，此处的根为系统启动使用，与启动后的根/两码事
        kernel /vmlinuz-2.6.32-696.el6.x86_64 ro root=UUID=f1d8d9f5-4d1a-42e8-8a7f-600f668ce44f rd_NO_LUKS rd_NO_LVM LANG=en_US.UTF-8 rd_NO_MD SYSFONT=latarcyrheb-sun16 crashkernel=auto  KEYBOARDTYPE=pc KEYTABLE=us rd_NO_DM rhgb quiet
        //kernel 以只读方式加载内核，此处的UUID是启动结束后的根/的UUID
        initrd /initramfs-2.6.32-696.el6.x86_64.img
        //initrd 其中含有文件系统驱动，这样就可以加载内核文件了

2、启动系统第一个进程/sbin/init，其作用就是部署好软件环境，即主机名称、网络配置、文件系统格式等

而实现这些功能，主要是由/etc/inittab和/etc/init.d/*.conf这些文件完成的（centos6版本）。centos5版本的这些功能全在/etcinittab这一个文件上。

其大致含义如下：

-->默认的runlevel，用户登陆系统默认的级别

• 0：关机

• 1：单用户模式

• 2：多用户模式，有些网络功能不支持

• 3：完全多用户模式，字符界面

• 4：预留

• 5：图形界面（默认runlevel）

• 6：重启
  

-->执行系统软件运行环境的脚本/etc/rc.d/rc.sysinit

其作用就是准备好系统的运行环境，如挂载文件系统、swap、时钟、加载外设驱动、激活sysctl.conf文件设置内核参数

-->7个不同runlevel，启动可非启动服务脚本的路径

-->断电和恢复供电的处理

-->终端tty的设置

-->界面运行设置

这些步骤完成了，用户就可以登陆使用系统了；

我们做个实验，加深下理解

自制linux系统

准备：一块新的磁盘、一台装好系统的机器和一台没有系统的机器。可以在虚拟机上完成本实验

步骤1、在本机对新磁盘建分区、文件系统

创建2个必要的分区 /dev/sdb1对应boot，/dev/sdb2对应/

fdisk /dev/sdb

创建文件系统，以ext4为例

mkfs.ext4 /dev/sdb1
mkfs.ext4 /dev/sdb2

blkid 命令可以检查文件系统信息

步骤2、挂载boot

mkdir /mnt/boot
挂载目录必须为boot，因为grub的stage2会专门找到boot目录
mount /dev/sdb1 /mnt/boot/

步骤3、安装grub

grub-install  --root-directory=/mnt /dev/sdb
stage1安装在/dev/sdb磁盘上，stage2安装在/mnt/boot目录下

此时/mnt/boot里面会有用于grub的stage2阶段的目录

步骤4、复制内核、initramfs

cp /boot/vmlinuz-2.6.32-696.el6.x86_64  /mnt/boot/
cp /boot/initramfs-2.6.32-696.el6.x86_64.img  /mnt/boot/

步骤5、编辑grub.conf

图中的内容上文基本都介绍过，本实验中root=/dev/sda2，因为这块磁盘是要作为另一台机器的启动磁盘自然是sdba2了

selinux=0，因为selinux可能会影响本实验效果，所以开始就将其关闭

init=/bin/bash，我们使用bash作为第一个启动进程

步骤6、挂载根/，并初始化

创建目录并挂载根

mkdir /mnt/root
mount /dev/sdb2 /mnt/root/
mkdir /mnt/root/{etc,lib,sbin,tmp,var,sys,proc,dev,}  //创建root下对应的目录

运行下述脚本，其作用是复制命令文件与库文件到根目录下（/mnt/root），前提是需要我们输入常用的命令

我们输入的命令就是自制的linux系统支持的命令

#! /bin/bash
title () {
        export CMD
        read -t 30 -p "input an exec cmd or press ‘quit‘: " CMD
        if [ "$CMD" = "quit" ];then
                exit
        else
                is_exec
        fi
        title
}
#判断输入的是可执行文件
is_exec () {
        if `which $CMD &> /dev/null` ;then
                copy_cmdfile
                copy_libfile
                echo "--->done"
        else
                echo "not a command"
                exit
        fi
}
#拷贝命令文件
copy_cmdfile () {
        EXEC_CMD=`which $CMD`
        if [ ! -e /mnt/root$EXEC_CMD ];then
                cp  --parents $EXEC_CMD /mnt/root
        fi
unset EXEC_CMD
}
#拷贝命令文件对应的库文件
copy_libfile () {
        ldd `which $CMD` | grep -o  "/.*[0-9] " | while read line ;do
                if [ ! -e /mnt/root$line  ];then
                        cp  --parents $line  /mnt/root/
                fi
        done
unset line
}

title

至此实验结束，然后关机，取出磁盘，装到另一台没有系统的主机上，启动即可

启动后的界面如下：

本文出自 “高攀” 博客，请务必保留此出处http://panpangao.blog.51cto.com/10624093/1962313