深入了解 Linux 2.6 的 initramfs 機制 (上) 一文提到了制作簡易initramfs的過程;而另一篇文章使用udevadm(modinfo)查找linux下裝置對應的驅動 則提到了比對裝置驅動的方法,本文對上面兩篇文章做個總結----定制一個最小系統。環境為:vmware10+ubuntu14.04(kernel 3.13.0)+Scsi虛拟磁盤。目标是用這個定制的核心引導系統,并往螢幕上輸出Hello initramfs。
1.首先需要定制的原料:linux核心源碼kernel 3.13.0和ubuntu做的patch更新檔:linux-lts-trusty_3.13.0-91.138~precise1.diff.gz。應用了更新檔以後,就開始定制之旅。既然寫了是定制,那必然需要移除不必要的核心子產品。是以,我們第一步就是運作make allnoconfig建立一個最小配置的核心,再這個基礎上一步步完善OS。
eugen@ubuntu:~$ cd Desktop/linux-3.13/
eugen@ubuntu:~/Desktop/linux-3.13$ make distclean
...
CLEAN .config .config.old .version include/generated/uapi/linux/version.h Module.symvers
eugen@ubuntu:~/Desktop/linux-3.13$ make allnoconfig
...
scripts/kconfig/conf --allnoconfig Kconfig
#
# configuration written to .config
#
執行了上述指令後,核心除了選中必選項外,其餘都不選,夠幹淨的了~
2.現在開始根據正在運作的OS來定制核心,這步需要配置處理器型号,還需要配置PCI總線,畢竟虛拟機裡的裝置還是要挂載在PCI總線上的
2.1.确定CPU型号:
eugen@ubuntu:~/Desktop/linux-3.13$ cat /proc/cpuinfo |grep "model name"
model name : Intel(R) Celeron(R) CPU E3500 @ 2.70GHz #賽揚處理器 見笑了
2.2配置核心支援的CPU型号,運作make menuconfig,依次選擇"Processor type and features"-"Processor family",我的CPU是賽揚,隻能選"Pentium-4/Celeron(P4-base)"項,大家按自己CPU的型号,選不同的選項。如果沒有與實際型号吻合的,可以選與它接近的一項:
2.1.1
2.1.2
2.1.3
由于我的虛拟機被配置為單核單處理器,是以核心不需要支援SMP
2.2開始配置裝置相關選項:
2.2.1.首先要啟用核心動态加載/解除安裝子產品的特性,依次勾選"Enable loadable module support"-"Module unloading":
2.3.開始配置磁盤驅動相關,這是最複雜的一步。定制錯了後,OS引導後會報panic
2.3.1.首先确定磁盤驅動器資訊,這需要用到/sys檔案系統/udevadm工具和modinfo工具:
eugen@ubuntu:~$ ls /sys/class/block/
sda2/ sr1/
sda/ sda5/
sda1/ sr0/ #系統中隻有sda一塊磁盤
eugen@ubuntu:~$ udevadm info -a -p /sys/class/block/sda
looking at device '/devices/pci0000:00/0000:00:10.0/host32/target32:0:0/32:0:0:0/block/sda':
KERNEL=="sda"
SUBSYSTEM=="block"
...
looking at parent device '/devices/pci0000:00/0000:00:10.0/host32/target32:0:0/32:0:0:0':
KERNELS=="32:0:0:0"
SUBSYSTEMS=="scsi"
DRIVERS=="sd"
...
looking at parent device '/devices/pci0000:00/0000:00:10.0/host32/target32:0:0':
KERNELS=="target32:0:0"
SUBSYSTEMS=="scsi"
DRIVERS==""
looking at parent device '/devices/pci0000:00/0000:00:10.0/host32':
KERNELS=="host32"
SUBSYSTEMS=="scsi"
DRIVERS==""
looking at parent device '/devices/pci0000:00/0000:00:10.0':
KERNELS=="0000:00:10.0"
SUBSYSTEMS=="pci"
DRIVERS=="mptspi" #scsi磁盤驅動器用的子產品是mptspi
...
looking at parent device '/devices/pci0000:00':
KERNELS=="pci0000:00" #scsi磁盤挂載在PCI總線上
SUBSYSTEMS==""
DRIVERS==""
根據以上資訊,定制這個最小系統需要PCI/mptspi/scsi等驅動,這就需要modinfo來檢視相應驅動資訊:
eugen@ubuntu:~$ lsmod
Module Size Used by
mptspi 22158 2
mptscsih 38998 1 mptspi
ahci 25579 0
mptbase 95810 2 mptspi,mptscsih
libahci 27082 1 ahci
eugen@ubuntu:~$ modinfo mptbase
filename: /lib/modules/3.13.0-32-generic/kernel/drivers/message/fusion/mptbase.ko
version: 3.04.20
license: GPL
description: Fusion MPT base driver
...
eugen@ubuntu:~$ modinfo mptspi
filename: /lib/modules/3.13.0-32-generic/kernel/drivers/message/fusion/mptspi.ko
version: 3.04.20
license: GPL
description: Fusion MPT SPI Host driver
...
eugen@ubuntu:~$ modinfo ahci
filename: /lib/modules/3.13.0-32-generic/kernel/drivers/ata/ahci.ko
version: 3.0
license: GPL
description: AHCI SATA low-level driver
...
2.3.2.配置PCI總線驅動,依次選"Bus Option"-"Pci support":
2.3.3.前面看到我的磁盤是Scsi類型,是以需要配置Scsi,依次選"Device Drivers"-"Scsi device support"--"Scsi device support","Scsi disk support"
2.3.4.Scsi磁盤需要Sata控制器,這一步比較關鍵,要從不同廠商的控制器驅動中挑選出合适的驅動。根據前面udevadm的輸出我的虛拟機,使用的是Fusion LSI磁盤驅動:依次選取1)"Device Driver"-"Serial ATA and Parallel ATA driver"-"AHCI SATA support";2)"Device Driver"-"Fusion MPT device support"-"Fusion MPT ScsiHost driver for SPI";
3)"Device Driver"-"Scsi device support"-"SCSI low-level drivers"-"LSI MPT Fusion SAS 2.0 Device Driver"
1).
2).
3).
3.裝置驅動配置完畢,需要再配置核心支援的檔案系統和ELF檔案格式,同時配置核心支援initramfs
3.1.選取"File Systems"-"The Extend 4(ext4) filesystem"
3.2.選取"Executable file formats"-"kernel support for ELF binaries"
3.3.選取"General setup"-"Initial Ram filesystem and Ram disk"
完成這些以後,就可以編譯核心并拷貝bzImage到/boot目錄下:make all -j4&& sudo cp arch/x86/boot/bzImage /boot
4.制作initramfs.
上面的步驟僅僅完成了核心部分的制作,這還是不夠的:我們還差個根檔案系統。是以現在開始制作根檔案系統。
先靜态編譯init.c用于往螢幕上輸出Hello World!
$ cd initramfs
$ cat init.c
#include <stdio.h>
int main()
{
printf("Hello World!\n");
sleep(99999);
return 0;
}
$ gcc -static -o init init.c
$ mkdir -p dev
$ sudo mknod dev/console c 5 1
恩,printf輸出的目标是螢幕,是以我們還需要一個console裝置節點,這個可以用mknod生成。最後是将initramfs/目錄下的檔案打包:
$find .|cpio -o -H newc|gzip -3 > ../initrd.img
$sudo cp ../initrd.img /boot
5.制作啟動引導項,這個隻要将/boot/grub/grub.cfg中的引導項複制一份照着修改即可:
6.重新開機系統,選擇grub中設定的引導項,最終在螢幕上輸出"Hello World":