定制属于自己的 linux 内核(Step 2)

浏览数：250 / 时间：2015年06月20日

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

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

# 编写grub.conf文件

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

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

-> 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

# 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+...

# 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

# 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/inittab etc/rc.d/rc.sysinit etc/fstab

[root@King200 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

[root@King200 sysroot]# cat etc/rc.d/rc.sysinit
#!/bin/sh
#
echo -n "\t Welcome to \033[33m Mini \033[0m Linux"
[ -r /etc/sysconfig/network ] && . /etc/sysconfig/network
[ -z "$HOSTNAME" -o "$HOSTNAME" == "(none)" ] && HOSTNAME=localhost
/bin/hostname $HOSTNAME
echo "proc filesystem"
mount -t proc proc /proc
echo "sysfs filesystem"
mount -t sysfs sysfs /sys
mdev -s
ifconfig lo 127.0.0.1
ifconfig eth0 172.16.43.1
mount -a
mkdir /dev/pts
mount -t devpts devpts /dev/pts
if [ -f /etc/profile.d/.bashrc ]; then
    . /etc/profile.d/.bashrc
fi
vim /etc/profile.d/.bashrc
export PS1="[\u@\h \w]$ "
export PATH="/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin"
# 注意此文件编译完毕,要更改权限
chmod +x etc/rc.d/rc.sysinit

[root@King200 sysroot]# cat etc/rc.d/rc.sysinit
#!/bin/sh
#
echo -n "\t Welcome to \033[33m Mini \033[0m Linux"
[ -r /etc/sysconfig/network ] && . /etc/sysconfig/network
[ -z "$HOSTNAME" -o "$HOSTNAME" == "(none)" ] && HOSTNAME=localhost
/bin/hostname $HOSTNAME
echo "proc filesystem"
mount -t proc proc /proc
echo "sysfs filesystem"
mount -t sysfs sysfs /sys
mdev -s
ifconfig lo 127.0.0.1
ifconfig eth0 172.16.43.1
mount -a
mkdir /dev/pts
mount -t devpts devpts /dev/pts
if [ -f /etc/profile.d/.bashrc ]; then
    . /etc/profile.d/.bashrc
fi
vim /etc/profile.d/.bashrc
export PS1="[\u@\h \w]$ "
export PATH="/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin"

[root@King200 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:/bin/umount -a -r

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

[root@King200 /]# head -1 /etc/passwd > /mnt/sysroot/etc/passwd
[root@King200 /]# tail -1 /etc/passwd >> /mnt/sysroot/etc/passwd
[root@King200 /]# head -1 /etc/group > /mnt/sysroot/etc/group
[root@King200 /]# tail -1 /etc/group >> /mnt/sysroot/etc/group
[root@King200 /]# head -l /etc/shadow > /mnt/sysroot/etc/shadow
[root@King200 /]# head -1 /etc/shadow > /mnt/sysroot/etc/shadow
[root@King200 /]# tail -1 /etc/shadow >> /mnt/sysroot/etc/shadow

[root@King200 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
[root@King200 lib64]# cp libnss3.so /mnt/sysroot/usr/lib64/
[root@King200 lib64]# cp libnssutil3.so /mnt/sysroot/usr/lib64/
[root@King200 lib64]# cp libnss_files.so /mnt/sysroot/usr/lib64/
[root@King200 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

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

# 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生成密钥

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

# 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:

#!/bin/sh
#
# 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 $lockfile ]; then
        echo "dropbear service is stopped: "
        exit 1
    fi
    echo "Stopping dropbear daemon: "
    killproc dropbear
    RETVAL=$?
    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

# 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
ln -sv /mnt/sysroot/etc/rc.d/init.d/dropbear /mnt/sysroot/etc/rc.d/rc3.d/dropbear.start
ln -sv /mnt/sysroot/etc/rc.d/init.d/dropbear /mnt/sysroot/etc/rc.d/rc3.d/dropbear.stop
chmod +x /mnt/sysroot/etc/rc.d/init.d/dropbear

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

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

本文出自 “Apprentice” 博客，请务必保留此出处http://apprentice.blog.51cto.com/2214645/1389340

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