定制属于自己的 linux 内核(Step 2)

在上次的话题中我们通过安装引导MBR与移植主要二进制文件(bash),完成了

最基础的linux内核定制初步的工作,至此我们也可以总结一下linux的启动流程

为接下来的更为自助化的定制打下基础.

用一张图来关注一下流程:

用一张表来了解一下每个方块的作用

我们接下来的步骤将会围绕这两幅图来展开, 我们将会以宿主机添加磁盘定制

之后实验机装载磁盘的方式进行测试工作

1. 整理磁盘分区操作

# 此段遵循上一篇文章前 (8 步的操作

# 安装grub文件

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grub-install root-directory=/mnt /dev/sdb

# 编写grub.conf文件

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default=0
timeout=5

title "Mini Linux"

        root (hd0,0)

        kernel /bzImage ro root=/dev/sda2 init=/sbin/init

2. 编译内核

# 下载内核源码请内核下载

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tar xf linux-3.13.6.tar.xz -C /usr/src

cd /usr/src
# 创建链接

ln -sv linux-3.13.6 linux

cd linux
# 安装开发包组

yum groupinstall "Development Tools"

make allnoconfig

make menuconfig

# 进入到内核选择将所有项编译进内核,符号 * , 选项如下, 缩进即为选项的层次关系

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-> 64 bit kernel (64位支持)
-> gerernal setup

    -> local version  (当前编译版本号)
-> Enable loadable modual support (允许模块加载)

-> Progressor type and features

    -> Processor Family(Core2)  (架构类型)

    -> Symmetric multi-processing support(多核支持)

    -> SMT  (超线程  可选)
-> Bus Options(PCI etc.)

    -> PCI support   (pci总线支持)
-> Device Drivers

    -> SCSI  device support

        -> SCSI deveice support

        -> SCSI disk support

    -> Fusion MPT device support (虚拟磁盘支持)

        -> Fusion MPT logging facility (虚拟磁盘日志  可选)

        -> Fusion MPT ScsiHost drivers for SPI (虚拟磁盘)

        -> Fusion MPT misc device (ioctl) driver (磁盘可做初始化)

    -> Input Device support

        -> Keyboards (键盘支持)

        -> Mice (ps/2支持)

        -> Mouse interface (鼠标接口 可选)

    -> USB   support

        -> Support for Host-side USB

            -> EHCI HCD (USB 2.0) support (usb 2.0)

            -> xHCI HCD (USB 3.0) support (usb 3.0可选)

            -> OHCI HCD (USB 1.1) support (usb 1.1)

            -> UHCI HCD (most Intel and VIA) support (可选)

    -> Gernal Driver Options

        -> Maintain a devtmpfs filesystem to mount at /dev (使用devtmpfs机制挂载设备文件)

            -> Automount devtmpfs at /dev, after the kernel mounted the rootfs (内核自动探测自动挂载)

    -> Network device support

        -> Network core driver support (网络核心驱动程序)

        -> Ethernet driver support (以太网卡驱动程序)

            -> Intel devices

                -> Intel(R) PRO/1000 Gigabit Ethernet support ()

                -> Intel(R) PRO/1000 PCI-Express Gigabit Ethernet support (板载网卡驱动)
-> File system

    -> The Extended 4 (ext) filesystem

-> Executable file formats / Emulations   (可执行文件系统)

    -> Kernel support for ELF binaries (支持ELF二进制程序)

    -> Kernel support for scripts starting with #! (支持bash脚本)
-> Networking support

    -> Networking options

        -> Unix domain sockets

            -> UNIX: socket monitoring interface

        -> TCP/IP networking

            -> IP: multicasting (ip多播协议)

            -> IP: advanced router (高级路由协议)

            -> IP: kernel level autoconfiguration (内核级别配置)

                -> IP: DHCP support (DHCP服务)

                -> IP: BOOTP support (早起DHCP服务)

                -> IP: RARP Support (局域网ip,mac转换协议)

            -> IP: TCP syncookie support (tcp同步状态支持)

# 选择结束后,make menuconfig会生成.config文件在当前目录下

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# 仅编译内核,使用4线程编译

make bzImage -j 4
# 编译完毕,拷贝内核到/mnt/boot中,这将是未来我们要使用的新内核

cp /usr/src/linux/arch/x86_64/boot/bzImage /mnt/boot/

3. 安装busybox

# 下载busybox, 请 busybox下载

# 依赖环境 glibc-static 下载 , 请 http://rpmfind.net/linux/rpm2html/search.php?query=glibc-static&submit=Search+...

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# 为busybox安装解决依赖
rpm -ivh glibc-static.rpm
# 解压busybox到当前目录

tar xf busybox-1.21.1.tar.bz2
# 类似与内核的选择框,需要选择 *
Busybox Settings  --->

    Build Options --->

        ---> Build BusyBox as a static binary (no shared libs)
# 选择完毕退出后安装busybox

make && make install

# 在安装完毕后busybox当前目录会生成 _install 文件

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# 完成后将当前目录 _install 中所有文件复制到 /mnt/sysroot 中

cp -rd _install/* /mnt/sysroot
# 由最开始的图中我们知道,精简内核的运行依靠 busybox, 那busybox运行
# 需要依赖某些二进制文件及库文件,因此可以使用 上一篇 10步骤的脚本移植
# busybox 的二进制及库文件

4. 依次提供下列文件,为精简内核的运行做准备 etc/fstab etc/rc.d/rc.sysinit etc/inittab

# 我们的内核在启动时脚本 rc.sysinit 中会 mount -a 加载这里所写的一切设备

[[email protected] sysroot]# cat etc/fstab

/dev/sda1 /boot ext4 defaults 0 0

proc /proc proc defaults 0 0

sysfs /sys sysfs defaults 0 0

devpts /dev/pts devpts gid=5,mode=620 0 0

/dev/sda2 / ext4 defaults 0 0

/dev/sda3 swap swap defaults 0 0

# 服务启动脚本,/etc/inittab 会在开机启动时调用这个脚本

1	`[[email protected] sysroot]# vim etc/rc.d/rc.sysinit`

#!/bin/bash
#
# 打印内核准备过程中的提示信息

echo -e "\t Welcome to \033[33m Mini \033[0m Linux"
# 显示主机信息设置

[ -r /etc/sysconfig/network ] && . /etc/sysconfig/network

[ -z "$HOSTNAME" -o "$HOSTNAME" == "(none)" ] && HOSTNAME=localhost

/bin/hostname $HOSTNAME
# 挂载proc文件系统

echo "proc filesystem"

mount -t proc proc /proc
# 挂载sys文件系统

echo "sysfs filesystem"

mount -t sysfs sysfs /sys
# 挂载内核所需的设备文件,这里的udev是busybox特有的
mdev -s
# 配置网卡信息

ifconfig lo 127.0.0.1

ifconfig eth0 172.16.43.1
# 按照上面fstab文件中定义的设备文件重新挂载所有设备

mount -a
# 可读写挂载 根文件 系统,还记得grub中引导系统时,我们的根时只读状态吗?

mount -o remount -rw /
# 挂载虚拟终端设备,为后面的ssh登陆做准备

mkdir /dev/pts

mount -t devpts devpts /dev/pts
# 导出PS1和PATH路径

export PS1="[\[email protected]\h \w]$ "

export PATH="/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin"
# 这里将会执行rc3.d中所有以 .start 文件结尾的脚本,这样我们就可以做到
# 在精简的内核上启动我们所需的服务了

/etc/rc.d/rc3.d/*.start start

# 内核 /sbin/init 启动的第一个文件就是 inittab

[[email protected] sysroot]# cat etc/inittab

::sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit

::respawn:/sbin/getty 19200 tty1

::respawn:/sbin/getty 19200 tty2

::respawn:/sbin/getty 19200 tty3

::respawn:/sbin/getty 19200 tty4

::respawn:/sbin/getty 19200 tty5

::respawn:/sbin/getty 19200 tty6

::ctrlaltdel:/sbin/reboot

::shutdown:/etc/rc.d/rc.sysstop

5. 提供密码,shadow,group信息还有nsswitch文件及库文件(登陆准备)

[[email protected] /]# head -1 /etc/passwd > /mnt/sysroot/etc/passwd

[[email protected] /]# tail -1 /etc/passwd >> /mnt/sysroot/etc/passwd

[[email protected] /]# head -1 /etc/group > /mnt/sysroot/etc/group

[[email protected] /]# tail -1 /etc/group >> /mnt/sysroot/etc/group

[[email protected] /]# head -l /etc/shadow > /mnt/sysroot/etc/shadow

[[email protected] /]# head -1 /etc/shadow > /mnt/sysroot/etc/shadow

[[email protected] /]# tail -1 /etc/shadow >> /mnt/sysroot/etc/shadow

[[email protected] lib64]# ls libnss    # /usr/lib64
libnss3.so         libnssdbm3.so      libnss_nisplus.so  libnssutil3.so
libnssckbi.so      libnss_dns.so      libnss_nis.so      libnss_winbind.so
libnss_compat.so   libnss_files.so    libnsspem.so       libnss_wins.so
libnssdbm3.chk     libnss_hesiod.so   libnsssysinit.so

[[email protected] lib64]# cp libnss3.so /mnt/sysroot/usr/lib64/

[[email protected] lib64]# cp libnssutil3.so /mnt/sysroot/usr/lib64/

[[email protected] lib64]# cp libnss_files.so /mnt/sysroot/usr/lib64/

[[email protected] lib64]# cp -d /lib64/libnss_files*  /mnt/sysroot/lib64/

6. 最后检查是否已准备好所有所需文件

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cp /etc/issue /mnt/sysroot/etc/

cp /etc/shells /mnt/sysroot/etc/

# etc 下这些文件或目录请确保完备

fstab inittab nsswitch.conf shadow sysconfig

group issue passwd rc.d shells

7. 为定制的内核中安装第一个服务dropbear用于远程登陆

#下载dropbear 请 dropbear下载

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# 编译安装

./configure

make PROGRAMS="dropbear dbclient dropbearkey scp"

make PROGRAMS="dropbear dbclient dropbearkey scp" install
# 使用移植脚本将 dropbear dbclient dropbearkey scp 二进制文件及
# 库文件全部移植到 /mnt/sysroot下

# dropbear生成**

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mkdir /mnt/sysroot/etc/dropbear

dropbearkey -t rsa -f /mnt/sysroot/etc/dropbear/dropbear_rsa_host_key -s 2048

dropbearkey -t dss -f /mnt/sysroot/etc/dropbear/dropbear_dss_host_key

8. 将当前宿主机关闭,开始测试

# 我们可以看到定制的欢迎界面和登陆后开启dropbear服务器的端口信息

9) 开机启动dropbear

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# 在 /mnt/sysroot/etc/rs.c/rs.sysinit 最后一行加入

/etc/rc.d/rc3.d/*.start start

mkdir /mnt/sysroot/var/lock/subsys -p

mkdir /mnt/sysroot/etc/rc.d/init.d
# 编写服务脚本

vim /mnt/sysroot/etc/rc.d/init.d/dropbear

服务脚本如下

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#!/bin/sh
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# description: dropbear ssh daemon
# chkconfig: 2345 66 33
#

dsskey=/etc/dropbear/dropbear_dss_host_key

rsakey=/etc/dropbear/dropbear_rsa_host_key

lockfile=/var/lock/subsys/dropbear

dropbear=/usr/local/sbin/dropbear

dropbearkey=/usr/local/bin/dropbearkey
keysize=1024
port=22
gendsskey() {

    [ -d /etc/dropbear ] || mkdir /etc/dropbear

    echo "Starting generate the dss key: "

    $dropbearkey -t dss -f $dsskey &> /dev/null

    RETVAL=$?

    if [ $RETVAL -eq 0 ]; then

        return 0

    else

        return 1

    fi
}
genrsakey() {

    [ -d /etc/dropbear ] || mkdir /etc/dropbear

    echo "Starting generate the rsa key: "

    $dropbearkey -t rsa -s $keysize -f $rsakey &> /dev/null

    RETVAL=$?

    if [ $RETVAL -eq 0 ]; then

        return 0

    else

        return 1

    fi
}
start() {

    [ -e $dsskey ] || gendsskey

    [ -e $rsakey ] || genrsakey

    if [ -e $lockfile ]; then

        echo "dropbear is already running: "

        exit 0

    fi

    echo -n "Starting dropbear: "

    $dropbear -p $port -d $dsskey -r $rsakey

    RETVAL=$?

    echo

    if [ $RETVAL -eq 0 ]; then

        touch $lockfile

        return 0

    else

        rm -f $lockfile

        return 1

    fi
}
stop() {

    if [ ! -e $lockfile ]; then

        echo "dropbear service is stopped: "

        exit 1

    fi

    echo "Stopping dropbear daemon: "

    killall -p dropbear

    RETVAL=$?

    echo

                                                                                                                                                                                                                        

    if [ $RETVAL -eq 0 ]; then

        rm -f $pidfile

        return 0

    else

        return 1

    fi
}
status() {

    if [ -e $lockfile ]; then

        echo "dropbear is running..."

    else

        echo "dropbear is stopped..."

    fi
}
usage() {

    echo "Usage: dropbear {start|stop|restart|status|gendsskey|genrsakey}"
}

case $1 in
start)

    start ;;
stop)

    stop ;;
restart)

    stop

    start

    ;;
status)

    status

    ;;
gendsskey)

    gendsskey

    ;;
genrsakey)

    genrsakey

    ;;
*)

    usage

    ;;
esac

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# 将上面写的脚本赋予可执行权限

chmod +x /mnt/sysroot/etc/rc.d/init.d/dropbear
# 将服务脚本链接为  dropbear.start   dropbear.stop  实现开机关机启动与关闭

mkdir /mnt/sysroot/etc/rc.d/rc3.d
# 这里需要相对链接到目录,或者制作好后的系统链接会让你欲哭无泪 :)

cd /mnt/sysroot/etc/rc.d/rc3.d

ln -sv ../dropbear ./dropbear.start

ln -sv ../dropbear ./dropbear.stop

最终开机如8) 图所示,可以实现在精简内核上服务的开机启动

10) 关机脚本

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vim /mnt/sysroot/etc/rc.d/rc.sysstop
#!/bin/bash
#

/etc/rc.d/rc3.d/*.stop stop

umount -a

chmod +x /mnt/sysroot/etc/rc.d/rc.sysstop

接下来的事情计划:

Step3 交叉编译将Centos跑在 Raspberry pi 上

Step4 编译安卓源码,定制个性化的android 上

Step5 完成异构平台的并行计算

本文转自My_King1 51CTO博客，原文链接：http://blog.51cto.com/apprentice/1389340，如需转载请自行联系原作者

定制属于自己的 linux 内核(Step 2)

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