目的：
了解linux的啟動程序
主要內容：
1.grub 是啟動程式的bootloader
2.linux-kernel 是linux的開源內核
3.busybox 是linux的工具集合
啟動順序：
grub-> bzimage > initrd > init > chroot sbin/init (從記憶體鏡像轉換成rootfs)>/etc/inittab > fstab>etc/init.d/rcS
實驗環境：
作業系統（編譯使用）： CentOS 7.4Kernel 版本 ：5.5.2
1.編譯linux kernel
- 下載及解壓：
https://www.kernel.org/
目前最新版本5.5.2
https://cdn.kernel.org/pub/linux/kernel/v5.x/linux-5.5.2.tar.xz
復制檔案到 /usr/src/linux-5.5.2.tar.xz
解壓 tar -xvf linux-5.5.2.tar.xz2）編譯linux kernel:
1 yum install ncusres‐devel # 按照需要編譯的一些包
2 cd /usr/src/linux‐5.5.2 # 切換到linux源代碼目錄
3 make menuconfig #配置內核編譯內容，配置一些資訊 ,由于是演示，默認就可以了
4 make ‐j4 #執行多cpu方式編譯
5 midir /usr/src/modules
6 make modules_install INSTALL_MOD_PATH=/usr/src/modules #將modules安裝在這里2.編譯busybox
- 下載及解壓：
https://busybox.net/
目前最新版本1.31.1
https://busybox.net/downloads/busybox-1.31.1.tar.bz2
復制檔案到 /usr/src/busybox-1.31.1.tar.bz2
解壓 tar -jxvf busybox-1.31.1.tar.bz2- 編譯busybox
1 yum install glibc‐static # 按照需要編譯的靜態庫包
2 cd /usr/src/busybox‐1.31.1 # 切換到busybox源代碼目錄
3 make menuconfig # 配置 Settings‐>Build Options‐>Build static binary
4 make install3.根據busybox 制作initrd.gz檔案
1 make /usr/src/initrd # 創建初始化目錄
2 cd /usr/src/initrd # 進入作業目錄
3 cp /usr/src/busybox‐1.31.1/_install/* ‐a . #復制所有busybox檔案
4 mkdir proc sys mnt/sysroot dev tmp etc ‐pv #創建必要的目錄
5 mknod dev/console c 5 1 # 創建console設備
6 mknod dev/null c 1 3 # 創建null設備
7 rm linuxrc # 洗掉軟連接,這個檔案沒啥用看著不舒服而已
8 touch init # 創建init 引導程，具體內容見下面資訊
9 chmod +x init # 設定可運行程式
10 find . | cpio ‐H newc ‐‐quiet ‐o | gzip ‐9 > /usr/src/initrd.gz #打包initrdinit 檔案內容:
1 #!/bin/sh
2
3 echo "Mounting proc and sys..."
4 mount ‐t sysfs sysfs /sys
5 mount ‐t proc proc /proc
6
7 echo "Detect and export hardware infomation..."
8 mdev ‐s
9
10 echo "Mount real rootfs to /mnt/sysroot..."
11 mount ‐t ext4 ‐o ro /dev/sda2 /mnt/sysroot
12
13 echo "Switch to real rootfs..."
14 exec chroot /mnt/sysroot /sbin/init4.根據linux kernel 編譯輸出整理成 vmlinuz
1 cp /usr/src/linux‐5.5.2/arch/x86/boot/bzImage /usr/src/vmlinuz #復制內核5.根據busybox 制作rootfs 系統真正的linux目錄
1 make /usr/src/sysroot #創建作業目錄
2 cd sysroot #進入作業目錄
3 cp /usr/src/busybox‐1.31.1/_install/* ‐a . #復制所有busybox檔案
4 rm linuxrc # 洗掉軟連接,這個檔案沒啥用看著不舒服而已
5 # 創建目錄
6 mkdir dev var sys mnt etc proc lib home tmp root boot
7 mkdir var/{log,run,lock}
8 mkdir lib/modules
9 mknod dev/console c 5 1 # 創建console設備
10 mknod dev/null c 1 3 # 創建null設備
11 vim etc/inittab #創建rootfs啟動檔案,內容見下圖
12 vim etc/init.d/rcS #創建啟動腳本
13 chmod +x rcS
14 vim etc/fstab #當執行mount ‐a 的時候就會執行這個檔案里的掛載inittab 檔案內容:
1 ::sysinit:/etc/init.d/rcS
2 ::askfirst:‐/bin/sh
3 ::ctrlaltdel:/sbin/reboot
4 ::shutdown:/bin/umount ‐a ‐r
5 ::restart:/sbin/initrcS 檔案內容：
1 #!/bin/sh
2
3 echo ‐e "Welcome To My Linux"
4
5 echo "Remount the rootfs..."
6 mount ‐t ext4 ‐o remount,rw /dev/sda2 /
7 echo "Detect and export hardware infomation..."
8 mdev ‐s
9 echo "Mount the other filesystem...fstab"
10 mount ‐afstab：
1 # device mount‐point type options dump fsck
2 sysfs /sys sysfs defaults 0 0
3 proc /proc proc defaults 0 0
4 /dev/sda1 /boot ext4 defaults 0 0
5 /dev/sda2 / ext4 defaults 1 16.經過上面的步驟已經實作了 vmlinuz(linux 內核) initrd.gz(記憶體系統盤) sysroot (真正的linux rootfs系統) 都已經準備好了，接下來開始準備一塊磁盤，
通過virtual box 創建一塊sata磁盤10G 并分成兩個區.
1 [root@centos ~]# lsblk
2 NAME MAJ:MIN RM SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
3 sda 8:0 0 100G 0 disk
4 ├─sda1 8:1 0 1G 0 part /boot
5 └─sda2 8:2 0 99G 0 part
6 ├─cl‐root 253:0 0 50G 0 lvm /
7 ├─cl‐swap 253:1 0 2G 0 lvm [SWAP]
8 └─cl‐home 253:2 0 47G 0 lvm /home
9 sdb 8:16 0 10G 0 disk
10 sr0 11:0 1 1024M 0 rom
11 ###############################################
12 [root@centos ~]# fdisk /dev/sdb #開始格式化
13 Welcome to fdisk (util‐linux 2.23.2).
14
15 Changes will remain in memory only, until you decide to write them.
16 Be careful before using the write command.
17
18 Device does not contain a recognized partition table
19 Building a new DOS disklabel with disk identifier 0x3f5d5436.
20
21 Command (m for help): n
22 Partition type:
23 p primary (0 primary, 0 extended, 4 free)
24 e extended
25 Select (default p): p
26 Partition number (1‐4, default 1): 1
27 First sector (2048‐20971519, default 2048): 2048
28 Last sector, +sectors or +size{K,M,G} (2048‐20971519, default 20971519):
+5G
29 Partition 1 of type Linux and of size 5 GiB is set
30
31 Command (m for help): n
32 Partition type:
33 p primary (1 primary, 0 extended, 3 free)
34 e extended
35 Select (default p): p
36 Partition number (2‐4, default 2):
37 First sector (10487808‐20971519, default 10487808):
38 Using default value 10487808
39 Last sector, +sectors or +size{K,M,G} (10487808‐20971519, default 209715
19):
40 Using default value 20971519
41 Partition 2 of type Linux and of size 5 GiB is set
42
43 Command (m for help): p
44
45 Disk /dev/sdb: 10.7 GB, 10737418240 bytes, 20971520 sectors
46 Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
47 Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
48 I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
49 Disk label type: dos
50 Disk identifier: 0x3f5d5436
51
52 Device Boot Start End Blocks Id System
53 /dev/sdb1 2048 10487807 5242880 83 Linux
54 /dev/sdb2 10487808 20971519 5241856 83 Linux
55
56 Command (m for help): w
57 The partition table has been altered!
58
59 Calling ioctl() to re‐read partition table.
60 Syncing disks.
61 [root@centos ~]#開始掛載分好區的盤，并將檔案復制到這兩磁區中，第一個磁區定義為boot，第二個磁區定義為sysroot ;
1 mkdir /mnt/boot /mnt/sysroot # 在centos系統上創建兩個目錄
2 [root@centos src]# lsblk # 查看剛剛分好區的sdb 盤
3 NAME MAJ:MIN RM SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
4 sda 8:0 0 100G 0 disk
5 ├─sda1 8:1 0 1G 0 part /boot
6 └─sda2 8:2 0 99G 0 part
7 ├─cl‐root 253:0 0 50G 0 lvm /
8 ├─cl‐swap 253:1 0 2G 0 lvm [SWAP]
9 └─cl‐home 253:2 0 47G 0 lvm /home
10 sdb 8:16 0 10G 0 disk
11 ├─sdb1 8:17 0 5G 0 part
12 └─sdb2 8:18 0 5G 0 part
13 sr0 11:0 1 1024M 0 rom
14
15 [root@centos mnt]# mkfs.ext4 /dev/sdb1 #創建檔案系統格式
16 mke2fs 1.42.9 (28‐Dec‐2013)
17 Filesystem label=
18 OS type: Linux
19 Block size=4096 (log=2)
20 Fragment size=4096 (log=2)
21 Stride=0 blocks, Stripe width=0 blocks
22 327680 inodes, 1310720 blocks
23 65536 blocks (5.00%) reserved for the super user
24 First data block=0
25 Maximum filesystem blocks=1342177280
26 40 block groups
27 32768 blocks per group, 32768 fragments per group
28 8192 inodes per group
29 Superblock backups stored on blocks:
30 32768, 98304, 163840, 229376, 294912, 819200, 884736
31
32 Allocating group tables: done
33 Writing inode tables: done
34 Creating journal (32768 blocks): done
35 Writing superblocks and filesystem accounting information: done
36
37 [root@centos mnt]# mkfs.ext4 /dev/sdb2
38 mke2fs 1.42.9 (28‐Dec‐2013)
39 Filesystem label=
40 OS type: Linux
41 Block size=4096 (log=2)
42 Fragment size=4096 (log=2)
43 Stride=0 blocks, Stripe width=0 blocks
44 327680 inodes, 1310464 blocks
45 65523 blocks (5.00%) reserved for the super user
46 First data block=0
47 Maximum filesystem blocks=1342177280
48 40 block groups
49 32768 blocks per group, 32768 fragments per group
50 8192 inodes per group
51 Superblock backups stored on blocks:
52 32768, 98304, 163840, 229376, 294912, 819200, 884736
53
54 Allocating group tables: done
55 Writing inode tables: done
56 Creating journal (32768 blocks): done
57 Writing superblocks and filesystem accounting information: done
58
59 [root@centos mnt]# blkid
60 /dev/sda1: UUID="cbf299b0‐d76d‐4efe‐8643‐c900502683d4" TYPE="xfs"
61 /dev/sda2: UUID="L416ib‐7Z3D‐rtXt‐FqTb‐ChsW‐j6zH‐heeuF2" TYPE="LVM2_memb
er"
62 /dev/mapper/cl‐root: UUID="12c02980‐3012‐4884‐8a7d‐437195398fdb" TYPE="x
fs"
63 /dev/mapper/cl‐swap: UUID="c4ea26e2‐7424‐4a52‐aa34‐8d9fb4f3fbd2" TYPE="s
wap"
64 /dev/mapper/cl‐home: UUID="7be941f2‐fcf6‐44b7‐b673‐f999f1c876b0" TYPE="x
fs"
65 /dev/sdb1: UUID="78df7716‐e32f‐421e‐a756‐8fe89407e9ec" TYPE="ext4"
66 /dev/sdb2: UUID="c905f4d2‐ae58‐41f8‐85e6‐69d1f0237ad2" TYPE="ext4"
67 [root@centos mnt]#
68 [root@centos mnt]# mount /dev/sdb1 /mnt/boot
69 [root@centos mnt]# mount /dev/sdb2 /mnt/sysroot
70 [root@centos mnt]# df ‐h
71 Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on
72 /dev/mapper/cl‐root 50G 27G 24G 53% /
73 devtmpfs 910M 0 910M 0% /dev
74 tmpfs 920M 0 920M 0% /dev/shm
75 tmpfs 920M 8.5M 912M 1% /run
76 tmpfs 920M 0 920M 0% /sys/fs/cgroup
77 /dev/sda1 1014M 185M 830M 19% /boot
78 /dev/mapper/cl‐home 47G 33M 47G 1% /home
79 tmpfs 184M 0 184M 0% /run/user/0
80 /dev/sdb1 4.8G 20M 4.6G 1% /mnt/boot
81 /dev/sdb2 4.8G 20M 4.6G 1% /mnt/sysroot開始復制之前編譯好的檔案
1 cp /usr/src/vmlinuz /mnt/boot/ #linux kernel
2 cp /usr/src/initrd.gz /mnt/boot/ #ramdisk 記憶體鏡像(來自于busybox改造)
3 cp ‐a /usr/src/sysroot/* /mnt/sysroot/ #系統目錄集合(來自于busybox改造)
4 [root@centos /]# tree mnt ‐L 2
5 mnt
6 ├── boot
7 │ ├── initrd.gz
8 │ └── vmlinuz
9 └── sysroot
10 ├── bin
11 ├── boot
12 ├── dev
13 ├── etc
14 ├── home
15 ├── lib
16 ├── mnt
17 ├── proc
18 ├── root
19 ├── sbin
20 ├── sys
21 ├── tmp
22 ├── usr
23 └── var7.安裝grub引導程式到sdb1中
1 yum install grub2‐install #由于centos7以后采用的是grub2 所以直接安裝了這個
2 [root@centos mnt]# grub2‐install ‐‐boot‐directory=/mnt/boot /dev/sdb #安裝
到boot目錄下
3 Installing for i386‐pc platform.
4 Installation finished. No error reported.
5 [root@centos boot]# ll
6 total 9248
7 drwxr‐xr‐x. 5 root root 4096 Feb 6 08:25 grub2
8 ‐rw‐r‐‐r‐‐. 1 root root 1484989 Feb 6 08:03 initrd.gz
9 ‐rw‐r‐‐r‐‐. 1 root root 7975904 Feb 6 08:04 vmlinuz
10 [root@centos boot]#grub2‐mkconfig ‐o /mnt/boot/grub2/grub.cfg #為了方便我采用了先根據系統自動生成，然后再編輯這個檔案
11 [root@centos boot]# vim /mnt/boot/grub2/grub.cfg #編輯內容見下圖，去掉很多用不到的內容grub.cfg 檔案內容，僅僅保留了幾個核心的資訊
1 # relay display
2 set timeout=5
3 # entry
4 menuentry 'My Linux' {
5 insmod gzio
6 insmod part_msdos
7 insmod xfs
8 set root='hd0,msdos1'
9 linux16 /vmlinuz root=/dev/sda2
10 initrd16 /initrd.gz
11 }8.通過virtual 將剛剛創建的虛擬硬碟加載進來，并啟動虛擬機，，，開始見證奇跡的時候，
歡迎界面出現，成功引導系統，
出錯啦，，，
估計猜測分析：
由于系統啟動的時候需要掛載/dev/sda2 這塊真正的rootfs 系統，可是在加載記憶體鏡像initrd.gz 后，想啟動掛載rootfs的時候，找不到硬碟磁區了，
這里有個我們打包的時候，在涉及 第三方模塊如ext4 驅動的時候，是沒有打包到內核中的，但是默認是支持擴展掛載的，所以采用修改initrd.gz 這個檔案，這個時候就需要用到modules了(前面只是生成了，還沒有用到，所以需要先把這個modules打包進initrd.gz中，讓他能找到ext4驅動)同時也順便把rootfs 的目錄中也一并處理成鏡像的樣子，
sysroot 和initrd 兩個目錄一樣操作：
1 cd /mnt/sysroot
2 cp ‐a /usr/src/modules/lib usr/ #復制modules進入這個檔案夾
3 mkdir usr/lib64 #創建空檔案夾，只是為了規范一點
4 ln ‐s usr/lib64 lib64
5 ln ‐s usr/lib lib
6 #initrd 同樣操作
7 cd /usr/src/initrd
8 cp ‐a /usr/src/modules/lib usr/ #復制modules進入這個檔案夾
9 mkdir usr/lib64 #創建空檔案夾，只是為了規范一點
10 ln ‐s usr/lib64 lib64
11 ln ‐s usr/lib lib
12 # 重新生成initrd.gz 由于模塊我沒有精簡所以耗時比較久
13 find . | cpio ‐H newc ‐‐quiet ‐o | gzip ‐9 > /usr/src/initrd.gz
14 # 替換 舊的initrd.gz
15 cp initrd.gz /mnt/boot/通過修改init檔案，我雖然進去了鏡像系統，但是由于始終沒有找到硬碟，導致rootfs沒有能進入，也請各位大神幫忙解開這個結，我不知道哪里出了問題，
開始修改 init 不進行rootfs轉換，直接進入記憶體系統：
1 #!/bin/sh
2
3 echo "Mounting proc and sys..."
4 mount ‐t sysfs sysfs /sys
5 mount ‐t proc proc /proc
6
7 echo "Detect and export hardware infomation..."
8 mdev ‐s
9
10 exec /bin/sh
11 把專案兩句話注釋掉，改成直接執行 exec /bin/sh 作為主行程
12
13 echo "Mount real rootfs to /mnt/sysroot..."
14 #mount ‐t ext4 ‐o ro /dev/sda2 /mnt/sysroot
15
16 echo "Switch to real rootfs..."
17 # exec chroot /mnt/sysroot /sbin/init這個時候記憶體系統進去了：
但是根本但是在/dev/ 下根本沒有sdaX的硬碟磁區，首先驅動也是有的，通過grub也是能看到的，
cat /proc/filesystems
進入剛剛啟動時候的grub界面，是能看到硬碟磁區的：
---硬碟找不到的問題已經解決，補充進去：
通過修改配置linux kernel 已經解決硬碟找不到的問題：
Device Drivers > SCSI device Support >SCSI Disk Support
SCSI generic support
以上通過修改內核kernel配置后，終于找到了硬碟：
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標籤：Linux
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