基于64位Linux系统构建一个可安装在软盘上的32位Linux系统

原始链接

https://bits.p1x.in/floppinux-an-embedded-linux-on-a-single-floppy/

https://bits.p1x.in/how-to-build-32-bit-floppinux-on-a-64-bit-os/

真心佩服这作者… …

获取Linux Kernel源码

创建工作目录

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mkdir ~/kernel32
BASE=~/kernel32
cd BASE

从Linux Kernel的Git仓库克隆

1	git clone --depth=1 https://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/stable/linux.git

速度原因，直接从国内的源下载的指定版本

1	wget https://mirrors.163.com/kernel/v5.x/linux-5.13.4.tar.xz

解压

1	tar xvJf linux-5.13.4.tar.xz

更新内核配置并编译

切换目录

1	cd linux-5.13.4

生成系统默认的最小内核配置
tinyconfig - Configure the tiniest possible kernel

1	make ARCH=x86 tinyconfig

在最小配置基础之上添加必要配置

1	make ARCH=x86 menuconfig

1	Processor type and features ---> Processor family（Pentium-Pro）---> 486DX

1	Device Drivers ---> Character devices ---> Enable TTY

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General setup ---> Configure standard kernel features（expert users）---> Enable support for printk
              ---> Initial RAM filesystem and RAM disk（initramfs/initrd）support --->只保留compressed using XZ即可

1 2	Executable file formats ---> Kernel support for ELF binaries ---> Kernel support for scripts starting with #!

编译

1	make ARCH=x86 bzImage -j`nproc`

检查并move到工作目录

1 2	file arch/x86/boot/bzImage mv arch/x86/boot/bzImage ../

Musl

切换目录

cd BASE

下载并解压

1 2	wget https://musl.cc/i486-linux-musl-cross.tgz --user-agent="Mozilla/5.0 (X11;U;Linux i686;en-US;rv:1.9.0.3) Geco/2008092416 Firefox/3.0.3" tar xvf i486-linux-musl-cross.tgz

Busybox

下载并解压

1 2	wget https://busybox.net/downloads/busybox-1.33.1.tar.bz2 tar xjvf busybox-1.33.1.tar.bz2

切换目录

1	cd busybox-1.33.1

生成配置

1 2	make ARCH=x86 allnoconfig make ARCH=x86 menuconfig

更新配置

1 2	Settings ---> Build static binary（no shared libs） ---> Support files > 2 GB

1	Coreutils ---> cat, du, echo, ls, sleep, uname等

1	Console Utilities ---> clear

1	Editors ---> vi

1	Init Utilities ---> poweroff, reboot, init, Support reading an inittab file（NEW）

1	Linux System Utilities ---> mount, umount

1	Miscellaneous Utilities ---> less

1	Shells ---> ash, Optimize for size instead of speed, Alias support, help builtin

BASE环境变量按需配置

sed -i "s|.*CONFIG_CROSS_COMPILER_PREFIX.*|CONFIG_CROSS_COMPILER_PREFIX="\"${BASE}"i486-linux-musl-cross/bin/i486-linux-musl-\"|" .config
sed -i "s|.*CONFIG_SYSROOT.*|CONFIG_SYSROOT=\""${BASE}"i486-linux-musl-cross\"|" .config
sed -i "s|.*CONFIG_EXTRA_CFLAGS.*|CONFIG_EXTRA_CFLAGS=-I$BASE/i486-linux-musl-cross/include|" .config
sed -i "s|.*CONFIG_EXTRA_LDFLAGS.*|CONFIG_EXTRA_LDFLAGS=-L$BASE/i486-linux-musl-cross/lib|" .config

编译Busybox

1 2	make ARCH=x86 -j`nproc` make ARCH=x86 install

创建文件系统

mkdir $BASE/filesystem
mv _install/* $BASE/filesystem

cd $BASE/filesystem
mkdir -pv {dev,proc,etc/init.d,sys,tmp}
sudo mknod dev/console c 5 1
sudo mknod dev/null c 1 3

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cat >> welcome << EOF
welcome mini-linux
EOF

cat >> etc/inittab << EOF
::sysinit:/etc/init.d/rc
::askfirst:/bin/sh
::restart:/sbin/init
::ctrlaltdel:/sbin/reboot
::shutdown:/bin/umount -a -r
EOF

cat >> etc/init.d/rc << EOF
#!/bin/sh
mount -t proc none /proc
mount -t sysfs none /sys
clear
cat welcome
/bin/sh
EOF

1 2	chmod +x etc/init.d/rc sudo chown -R root:root .

1	find . \| cpio -H newc -o \| xz --check=crc32 > ../rootfs.cpio.xz

启动测试

1 2	qemu-system-i386 -kernel bzImage -initrd rootfs.cpio.xz qemu-system-i386 -kernel bzImage -initrd rootfs.cpio.xz -vnc 192.168.0.20:0,to=99,id=default

软盘镜像（条件受限，未测试）

制作软盘镜像

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dd if=/dev/zero of=floppinux.img bs=1k count=1440
mkdosfs floppinux.img
syslinux --install floppinux.img

挂载镜像文件并把相关文件拷贝

sudo mount -o loop floppinux.img /mnt
sudo cp bzImage /mnt
sudo cp rootfs.cpio.gz /mnt
sudo cp syslinux.cfg /mnt
sudo umount /mnt

可能的疑惑点

按教程测试完毕后，部分人可能会有一系列疑惑

我的Linux环境怎么没有/etc/inittab

解决此疑惑就不得不提init了

init是initialization的缩写,是类Unix系统中用来产生其它进程的程序。它以守护进程的方式存在，pid为1。

Linux系统加载Linux内核后，便由内核加载init程序，由init程序完成余下的引导过程，比如：加载运行级别、加载服务、引导Shell/图形化界面等。

常见的init程序

SysV
Upstart，Ubuntu发起（Ubuntu现在也投向Systemd怀抱了）
Systemd，完全替代init，可并行启动服务，向下兼容System V。目前已被大多数Linux发行版采用，这可能就是你环境没有此文件的原因。
OpenRC，Gentoo定制
runit
… …

/etc/inittab是SysV init（或兼容）的进程调用的文件，init进程会基于此文件中的内容创建一系列进程，其每条记录（配置）的格式为

1	id:runlevels:action:process

其中有两个关键的action需了解
initdefault，下面为示例配置。其声明了系统默认启动级别，系统启动时如果找不到此配置，需要交互方式在终端手工输入

1 2	# Default runlevel. id:3:initdefault:

sysinit，如下本文使用到的配置。sysinit中声明的程序，会在系统启动时候执行，并且优于boot和bootwait的声明

1	::sysinit:/etc/init.d/rc

注意：sysinit、boot、bootwait的声明都会执行，跟启动级别无关，其余的action都与其声明的运行级别对应

更多搜索在线的man inittab

怎么就会读取/etc/inittab

向上翻一下Busybox编译时的选项

1	Init Utilities ---> poweroff, reboot, init, Support reading an inittab file（NEW）

内核编译时的选项

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General setup ---> Configure standard kernel features（expert users）---> Enable support for printk
              ---> Initial RAM filesystem and RAM disk（initramfs/initrd）support --->只保留compressed using XZ即可

这时基本流程清晰了: Kernel —> Init —> /bin/sh（Busybox）

再深究，就需要扣源码了… …

也就明白Kernel就是个Kernel，没有周边设施的话干不了活

Kernel咋就知道我选取的哪种init呢

内核源码init/main.c中的static int __ref kernel_init(void *unused)函数中看到如下关键信息

if (!try_to_run_init_process("/sbin/init") ||
    !try_to_run_init_process("/etc/init") ||
    !try_to_run_init_process("/bin/init") ||
    !try_to_run_init_process("/bin/sh"))
    return 0;

panic("No working init found.  Try passing init= option to kernel. "
      "See Linux Documentation/admin-guide/init.rst for guidance.");

可以看到，源码中写死了几个路径，细心的话你会发现大多数/sbin/init文件是个软链接，链向了真实的init可执行程序

结论就是：内核不会关心你使用何种init程序的，放到如上几个路径之一即可