Linux周辺ファイルシステムのカスタマイズ方法

序文

一般的に、Linux システムについて話すときは、Linux カーネルと GNU プロジェクトに基づくさまざまなオペレーティングシステムディストリビューションを指します。 Linux オペレーティングシステムの使い方を習得し、Linux オペレーティングシステムの操作プロセスを理解し、カーネルと周辺サポートシステムの関係を理解し、オープンソースオペレーティングシステムに対する理解を深めるために、車輪の再発明、つまり Linux ファイルシステムを自分でカスタマイズすることにしました。

これを行うには 2 つの方法があります。

initを直接自分で実装する**\*（M1）***

BIOS のハードウェア情報をロード -> MBR を読み取り -> Grub を実行 -> カーネルをロード -> ドライバーをロード -> init -> bash を実行

system/sbin/init**\*（M2）*** を利用する

BIOS のハードウェア情報をロード -> MBR を読み取り -> Grub を実行 -> カーネルをロード -> ドライバーをロード -> init -> /sbin/init -> 実行レベル情報を取得 -> /etc/rc.d/rc.sysinit -> services -> /etc/rc.d/rc.local -> mingetty -> ログイン

まずは*M1*を選択しましょう。

アイデア

元のシステムを使用して、必要なコンポーネントを新しいストレージにコピーします。
initrd.img メカニズムを使用した RAM ディスクでのテスト
元のファイルカーネルとモジュールから始める

ステップ1: initrd.imgのシェルバージョンを取得する

まず、ファイルシステムを起動した後にカーネルが直接 Bash を取得できるように、スクリプト init を作成します。

スクリプトinitを作成する

そのうち、/bin ディレクトリにはよく使用されるコマンドが含まれ、init は自分で作成したスクリプトであり、/lib64 ディレクトリにはアプリケーションが依存する動的ライブラリが含まれます。

初期化コンテンツ

ここで、コマンドラインを使用して、bin および sbin ディレクトリを作成し、bash、ls、rm、cp、mv、echo、cat、less などの基本コマンドを追加する必要があります。これらのコマンドは、/lib64 などのディレクトリ内の動的にリンクされた共有ライブラリに依存する必要があるため、依存ライブラリをミニシステムに対応するディレクトリにコピーし、ldd コマンドを使用してアプリケーションとその依存動的ライブラリを照会する必要があります。完了したら、次を実行します。

見つけてください。 | cpio -H newc -o | gzip > /boot/initrd.img

ルートファイルシステムを initrd.img にパッケージ化し、/boot ディレクトリに配置します。システムは起動時に initrd.img 内の init を自動的に実行します。

initrd.img を生成するために多大な労力を費やした後、新しく作成された initrd.img をどのようにテストしますか? テスト用に、grub スタートアップ構成ファイルにエントリを追加する必要があります。

タイトル CentOS 6 Mini
ルート (hd0,0)
カーネル/vmlinuz-2.6.32-642.el6.x86_64
initrd /initrd.img

再起動後、起動オプションが表示されます。

ステップ2: 元のシステムをマウントする機能を完了する

元のシステムをマウントするには、ext4ファイルシステムのドライバやscsiデバイスの関連ドライバなど、元のシステムを実行するために必要なドライバモジュールをinitrd.imgにロードする必要があります。/sbin/modinfoは/sbin/insmodと連携し、ドライバは/moduleに配置されます。

ステップ3: デバイスを管理する機能を完成させる (udev)

ホストデバイスを管理および監視するサービスプログラムである udevd を使用して、必要なドライバーモジュールを自動的にロードする方が、自分で実装するよりも信頼性が高くなります。 udevd ルールファイルは /lib/udev/ ディレクトリにあり、設定ファイルは /etc/udev/ ディレクトリにあります。同時に、/etc/nsswitch.conf で設定されたネームサービススイッチも必要です。依存ライブラリは、/lib ディレクトリの libnss で始まるファイルです。上記のファイルをディレクトリにコピーし、/sbin/start\_udev コマンドを使用して udevd サービスを開始します。 (udevd は、/sbin/modprobe などの他のシステムコマンドを呼び出す必要がありますが、これは strace を使用して追跡および取得できます)。

ミニシステムディレクトリファイル

/dev ディレクトリはシステムが使用可能なデバイスを保存する場所であり、/log は strace コマンドによって生成されるログファイルです。

ステップ4: ログイン機能を完了する

ログインメカニズムはプロセス管理メカニズム、プロセスグループ、コンソールなど多くの側面を含む比較的複雑なため、*M2*を使用して/sbin/initコマンドを小さなシステムディレクトリにコピーし、initスクリプトを次のように変更します。

#!/bin/bash
/sbin/init を実行します

/sbin/init に制御を渡した後、システムが起動すると、ユーザーは一連の呼び出しが完了してログインインターフェイスに入るまで待機してから、制御を取り戻す必要があります。

/sbin/init のプロセスは、大きく分けて 3 つの部分に分かれています。最初の部分は、udevd によるドライバーモジュールのロード、ファイルシステムのチェック、ルートの切り替えで、関連する設定は /etc/rc.sysinit にあります。2 番目の部分は、さまざまなサービスの起動で、関連する設定は /etc/rc.d/ ディレクトリにあります。3 番目の部分はログイン部分で、/sbin/mingetty や /bin/login などのコマンドを呼び出す必要があります。上記のコマンドとファイルを小規模システムに対応するディレクトリにコピーし、設定を変更します。

ミニシステムの起動後、initrd.img は一時的なルートファイルシステムとしてメモリ内で直接実行され、ミニシステムではルート切り替えを実行する必要がないため、/etc/rc.sysinit の remount_needed() 関数本体はコメントアウトされ、ルート切り替えは行われません。

システムは新しい Upstart 起動方法を使用するため (/sbin/init プログラムは upstart ソフトウェアパッケージによって提供されるように変更されています)、Upstart 起動に関連する構成ファイルをミニシステムディレクトリにコピーします。

/etc/inittabはデフォルトの実行レベルを設定します
/etc/init/rcS.conf は rc.sysinit スクリプトをロードしてシステム初期化タスクを完了します。
/etc/init/rc.conf 互換のスクリプト。各実行レベルの呼び出し処理を担当します。
/etc/init/rcS-sulogin.confはシングルユーザーモードの/sbin/sushell環境を起動します。
/etc/init/control-alt-delete.conf 制御端末 Ctrl+Alt+Del ホットキー操作
/etc/init/start-ttys.confは、開かれるtty端末の数とデバイスファイルを設定します。
/etc/sysconfig/initは開いているtty端末の数と端末のカラースキームを制御します。
/etc/init/tty.confはtty端末のオープンを制御します

bootmini/etc/inittab の実行優先度を 2 に変更します。その後、システムの起動時に、/sbin/init は bootmini/etc/rc.d/rc2.d/ ディレクトリ内の S で始まるファイルを実行します。有効にする必要のない一部のサービスファイルの名前を K で始まるように変更します。

bootmini/etc/rc.d/rc.local ファイルでは、システムの起動後にユーザーが自動的に実行する必要がある操作を追加できます。

ログインプログラムは、認証システム PAM に基づいています。設定ファイルは /etc/pam.d/ ディレクトリにあります。関連するライブラリファイルは /lib64/security/ とその従属ライブラリファイルです。ログインには、ユーザーグループ管理 /bin/chgrp、/bin/chown、/bin/chmod なども含まれています。ユーザー名を保存するファイルは /etc/passwd と /etc/group、ユーザーパスワードファイルは /etc/shadow です。関連する他のファイルも strace の助けを借りて分析できます。

実機で実行できる完全なミニシステム

いくつかのディレクトリファイル: