构造Linux的图形化安装程序1.docx

1、构造Linux的图形化安装程序1构造Linux的图形化安装程序（1）这是一个向用户介绍如何构造Linux的图形化安装程序的专栏。介绍的内容包括：安装环境的定制，图形化启动，本地化支持，分区功能，如何支持 reiserfs、raid、lvm，rpm包的安装，定制各种启动配置脚本等等。本文是这个系列文章的第一篇，主要是向您介绍如何定制系统安装环境，包括生成安装内核，初始Ram盘的生成，最小化安装环境的定制。自从Caldera推出了第一个Linux系统下的图形化安装程序以来，现在的主流Linux发布大多都使用图形化的安装程序进行系统环境的安装，比如 SPGLinux的安装程序anaconda，Sus

2、e的安装程序yast2，Caldera的安装程序lizard，以及Mandrake的安装程序gi。这些主流厂商的安装程序都有一个共同的特点，就是它们都是先构造一个完备的最小化的Linux运行环境，定制Linux的启动过程，使得系统内核启动后，加载一个系统装载程序，这个程序将定制好的Linux运行环境部分或者全部加载进入内存，然后将控制转移到图形化安装程序。最后再由此程序启动的图形环境（XFree86），设置对应的语言环境，启动对应的系统安装过程。主流安装程序简介Caldera的安装程序lizard是Linux世界的第一个图形化安装程序，它的全部程序使用c+语言编制，图形化的风格是基于kde和q

3、t的。值得一提的是， caldera在定制图形化安装时，修改了内核，实现了内核的图形化启动，同时其安装程序的硬件检测功能很强大，可以检测到部分非即插即用的isa设备，而且还提供了类似html风格的帮助系统。因为安装程序要求精炼的环境，而此时通用的XWindows窗口管理器是无法满足需求的（太大而且占用资源太多），所以caldera中还提供了一个最小化的窗口管理器lwm。在caldera安装系统包的过程中，您还可以玩吃豆子游戏，这也是lizard的一大创意。 SPGLinux的安装程序anaconda可能是大家最熟悉的安装程序之一。它的全部程序都是由Python完成。Python是一种面向对象的

4、脚本语言，您可以在 http:/www.python.org获得它的相关资料。SPGLinux使用Python Gtk作为图形界面的开发工具。在您解开anaconda的源码包之后，您会发现一个anaconda的文件，这是程序执行的主文件。它提供了一个最小化的slang库以支持文本方式的安装。SPGLinux的安装程序最大的特点就是很稳健，支持的驱动程序较多，对硬件的支持很强（这说明SPGLinux安装内核定制得非常好，而且得到了相当多的厂商支持）。但是SPGLinux安装程序的功能不是特别强，比如对于reiserfs、lvm不提供支持，不支持中文安装（7.2可能会推出中文版）。也有很多厂商的安

5、装程序是稍微修改了SPGLinux源码构成的，比如VALinux、中科红旗等。 对于Mandrake的安装程序gi，它的全部程序都是使用Perl编制，您可以从 Mandrake的 CVS服务器上下载最新的安装程序。Perl是一种功能强大的脚本语言，可以非常方便的处理Linux上的各种配置脚本，它的图形界面使用Perl-GTK编制。 Mandrake的安装程序是第一种提供中文安装的主流发布。它的安装程序的特点是新，支持的功能相当多，包括配置复杂的文件系统，支持无线通讯设备，多种打印机支持等等。 SPGLinux和Mandrake的安装程序都是由脚本构成的，它们虽然速度稍慢，但是其构成的安装程序一

6、般都比较稳定，而且便于移植到其他平台上。SPGLinux的整个安装环境是保存在一个stage2.img的文件里。您可用命令： mount -o loop stage2.img /mnt/tmp将其挂接到指定的目录下，察看SPGLinux安装程序的结构。Mandrake的安装环境保存在mdkinst的目录下。安装环境的构成一个图形化的安装环境实际上就是一个最小化的Linux运行环境。一般由如下几部分构成：Linux系统安装内核，Linux系统的初始Ram磁盘，系统运行所需的一些shell命令和程序所必需的系统库，初始化程序，系统运行时必须的外部命令，XFree86子系统，字体集和本地化的环境设置

7、，系统的桌面风格和贴图，键盘映射，设备配置数据库，系统安装程序等部分。系统内核vmlinuz存在系统的启动映像之中，在系统启动时调入，然后Linux调入初始Ram磁盘，由此Ram磁盘上的程序加载运行安装程序的第一阶段加载程序。这是个可执行程序，它一般执行加载硬盘驱动模块，将磁盘上的整个安装环境调入内存，并作为根分区挂接。这时就有一个在内存中的最小化的Linux系统了，一段映像程序结束运行，释放自己所占的内存，并将控制转移到真正的系统安装程序。这时系统安装程序开始启动XFree86子系统，设置正确的本地化环境，包括本地化环境变量，字体集，正确的键盘映射等，这时就允许用户进行交互，从而在用户的干预

8、下，完成整个系统的安装过程。2.1 定制安装内核一个好的安装程序内核是和安装程序紧密相关的，它必须是完备的和精简的。完备的内核是指：如果安装程序要对某方面的功能进行支持的话，必须在内核中也提供相应的支持。精简的内核是指：对于安装程序不需要的功能，内核一定不要支持，而且能作为模块存在的，就一定要把它设置为模块。这样定制出来的内核很小，保证了定制的内核以及必须的硬盘驱动模块能放入启动映像中。例如，对于2.4.3内核一组选项是：（在下面的一组选项中没有注明的选项，可以在定制安装程序的内核时省略）Loadable module support 可加载模块支持* Enable loadable modu

9、le support 将可加载模块支持打入内核* Kernel module loader 将内核模块加载器打入内核Processor type and features 内核支持的处理器类型(386) Processor family 选择386兼容方式编译内核 Toshiba Laptop support 东芝笔记本支持作为模块(off) High Memory Support 对大于2GB的内存不提供支持选择386兼容方式是为了保证安装程序具有良好的兼容性，在某种程度上来说，速度的快慢并不是衡量安装程序的指标。一个好的安装程序，应该具有高稳定性和高兼容性。 General setup 一

10、般选项* Networking support 内核级网络支持* PCI support 内核级PCI总线支持(Any) PCI access mode PCI硬件的存取方式* EISA support 内核级EISA总线支持* Support for hot-pluggable devices 支持热插拔设备* System V IPC SystemV的进程间通讯机制(ELF) Kernel core (/proc/kcore) format 内核文件格式为ELF Kernel support for a.out binaries 内核模块支持a.out文件 Kernel support f

11、or ELF binaries 内核支持ELF格式 Kernel support for MISC binaries 内核模块支持其他的格式对于网络支持和IPC机制的内核支持是必须的，因为Linux上的很多程序，即便它没有进行网络通讯，它也用这些方式进行进程间通讯。对于ELF的内核支持也是必须的，因为安装程序需要使用初始内存映像（initrd），这种方式需要调用程序完成一些初始化的工作，这就要求内核必须能够支持ELF可执行文件格式。其他对于PCI、EISA设备的支持，是提高安装内核硬件兼容性的必要选项。 Parallel port support 并行端口支持，要引入并口设备支持时 Paral

12、lel port support 模块化的并行端口支持 PC-style hardware PC类型的硬件* IEEE 1284 transfer modes IEEE 1284传送模式支持（支持设备自检）对于并口而言，为了自动检测连接到并口的设备，必须将IEEE 1284传送模式支持打入内核。对于不支持IEEE 1284传送模式的并口设备，系统是无法进行自动检测的。 Plug and Play configuration Plug and Play support 模块化的即插即用设备支持 ISA Plug and Play support 模块化的ISA即插即用设备支持在2.4.x内核中，

13、对ISA Plug and Play设备的支持存在一些错误，对于部分设备，将此选项置入内核，设备是无法正常工作的。因此，建议在定制内核时，对此类设备的支持采用内核模块方式。 Block devices 引入对块设备的支持 RAM disk support 核心支持RAM磁盘(4096) Default RAM disk size* Initial RAM disk (initrd) support初始RAM磁盘的内核支持。因为安装程序需要设置初始内存镜像以加载设备模块，所以这一选项对于安装程序是必须的。 其他的选项都作为设备模块存在，在需要时可以放入初始内存镜像中。 Multi-device

14、support (RAID and LVM)* Multiple devices driver support (RAID and LVM) RAID support 将设备模块md.o打入内核如果将md.o不置入内核，仅为模块方式，raid分区将无法作为根分区启动系统。这主要是因为raid设备需要在启动之初对硬盘进行读写，以决定raid分区的位置，类型等参数。 Linear (append) mode RAID-0 (striping) mode RAID-1 (mirroring) mode RAID-4/RAID-5 mode Multipath I/O support Logical

15、volume manager (LVM) support为了支持软件RAID设备和逻辑卷管理的分区，将上述设备定制为内核模块。为了对上述特殊类型的存储设备进行支持，就需要mkinitrd支持生成正确的初始内存映像，同时为了在正确挂接设备模块之后，系统能正确的安装文件系统并进行检查，也必须提供初始启动脚本的支持（initscript）。 Networking options Packet socket 设置包协议 Unix domain sockets 支持unix域套接字* TCP/IP networking 内核支持TCP/IP网络ATA/IDE/MFM/RLL support 对ATA/(

16、E)IDE和ATAPI的低端存储设备提供支持。 ATA/IDE/MFM/RLL supportIDE, ATA and ATAPI Block devices Enhanced IDE/MFM/RLL disk/cdrom/tape/floppy support Include IDE/ATA-2 DISK support Inculde IDE/ATAPI CDROM support Inculde IDE/ATAPI TAPE support Inculde IDE/ATAPI FLOPPY support SCSI emulation supportIDE chipset support

17、/bugfixes作为内核支持存在对常见的IDE设备支持，最好打入内核，这样保证了安装程序可以直接从硬盘、软盘、光驱启动，而无须额外的设置。 SCSI support 支持的SCSI设备全部作为内核模块。这些模块将压缩以后存入初始内存映像，以便在使用SCSI控制器时，系统能够插入正确的设备驱动模块。 Network device support * Network device support 对网络设备包括ARCnet、Appletalk devices、Ethernet、PPP、SLIP、Token Ring等类型的设备提供支持，这些设备的驱动程序都可作为设备模块。 ISDN subsys

18、tem ISDN support对ISDN设备提供支持，为了减小内核底层的ISDN卡的硬件驱动程序全部作为模块。 Old CD-ROM drivers (not SCSI, not IDE)* Support non-SCSI/IDE/ATAPI CDROMdrivers对于具体的老CDROM设备，它们的驱动程序也以模块的形式存在。 Input core support Input core support Keyboard support Mouse support Joystick support Event interface support打开USB设备的HID支持 Character

19、 devices* Virtual terminal允许您在一个虚拟终端上运行几个虚拟中断，可以使用Alt-进行切换* Support for console on virtual terminal设置一个虚拟终端作为系统控制台 Standard/generic (8250/16550 and compatible UARTs) serial support生成serial.o，允许串口鼠标、串口modem以及其他相似的设备连接到标准的串行端口上。 File systems Kernel automounter support Reiserfs support DOS FAT fs suppo

20、rt MSDOS fs support VFAT (Windows-95) fs support Simple RAM-based file system support ISO 9660 CDROM file system support* Microsoft Joliet CDROM extensions NTFS file system support* /proc file system support* /dev/pts file system for Unix98 PTYs ROM file system support Second extended fs supportNetw

21、ork File Systems作为模块Partition Types* PC BIOS (MSDOS partition tables) supportNative Language Support作为模块 这样的选项使得定制的内核支持/proc，ext2和/dev/pts文件系统，可以使用插入模块的方式支持fat、vfat、ntfs、cdrom、 reiserfs、rom文件系统。支持NFS文件系统，并能支持内核级的自动挂接。同时，在挂接文件系统时提供本地语言支持，缺省值为iso8859- 1。 Console drivers* VGA text console* Video mode s

22、election support MDA text console (dual-headed)Frame-buffer support允许Linux的文本模式使用VGA模式或者是帧缓冲方式，支持Frame-buffer对于安装程序是必须的，它使得安装程序能够以fbdev的方式启动XFree86。 Sound Sound card support对于声卡的支持，内核可以把各个声卡的设备驱动定制成模块。 USB support Support for USB* Preliminary USB device filesystemusb文件系统，必须定制到内核中，这样以后才可以通过/proc文件系统检

23、测安装的usb设备。usb的桥接器(uhci、ohci)和其他不同的设备驱动程序都可以作为内核模块。 2.2 定制内存初始镜像由于在定制安装程序的内核时，要求内核很小，而另一方面安装程序又要支持尽可能多的硬件设备。为了支持尽可能多的硬件，尤其是特殊的存储设备，我们需要在定制初始的启动镜像时将需要支持的部分，如常见的SCSI控制器和非标准的IDE控制器的驱动程序模块放入其中。这样才能够使内核在尝试使用硬盘或其他存储设备时，其设备驱动程序已经提前加载了。在内核调入内存之后，如果存在内存初始镜像（initrd），那么控制会转到其上并执行配置脚本linuxrc。内存的初始镜像使引导加载器加载一个 RA

24、M盘，此RAM盘可以作为根文件系统挂接并且能在其上运行应用程序。此后，新的根文件系统能从不同的设备上挂接（比如光驱或者硬盘）。在挂接了新的文件系统之后，作为根分区的内存初始镜像将成为目录/initrd或者被卸装。内存初始镜像（initrd）的使用将使得系统的引导过程分成两个阶段，初始启动的内核只需保留最精简的驱动程序最小集，当启动必须加载附加的驱动模块时再由内存初始镜像加载。比如，您在使用了软件RAID方式管理硬盘并使用RAID 1类型的分区作为系统的根分区之后，就必须创建内存初始镜像。这时的内存初始镜像中包含了设备模块raid1.o以及系统命令insmod，和一个shell脚本linuxrc

25、，其内容一定包含： insmod raid1.o在使用内存初始镜像时，系统引导过程如下：引导加载程序加载内核和初始化RAM盘。 内核转变内存初始镜像为正常的RAM盘并释放内存初始镜像所用的内存。 内存初始镜像挂接为根分区，此分区允许读/写操作。 执行linuxrc（它可以是任何合法的执行程序，包括shell脚本；该程序以uid为0方式运行，可以完成init所做的每件基本工作）。 在linuxrc终止时，真正的根文件系统被挂接。 若/initrd目录存在，则initrd被移动到此处，否则，initrd被卸载。 在根文件系统上完成正常的引导过程。例如，对于正常的系统而言，执行/sbin/init，

26、这时控制就会转到正常的大家所熟知的启动过程了。而对于安装程序，它只需将控制转到安装过程的第一阶段，由它完成后续的安装环境的加载，设备的进一步初始化等操作。创建一个初始内存镜像实际上就是创建一个文件，这个文件上包含了一个ext2文件系统，它可以使用回环方式（loop）挂接到本地文件系统上。下面的shell程序段可以创建初始内存镜像：dd if=/dev/zero of=/tmp/initrd bs=1k count=2000 创建一个2000k的整块文件，一定不能有碎片mke2fs /tmp/initrd 创建一个ext2文件系统mount -t ext2 /tmp/initrd /mnt -o

27、 loop 将此文件作为回环文件系统挂接到/mnt目录下 创建所需的路径和文件：mkdir /mnt/devmknod /mnt/dev/tty1 c 4 1 mkdir /mnt/lib cp raid1.o /mnt/lib/ mkdir /mnt/sbin cp /sbin/insmod /mnt/sbin/ cp /sbin/ash /mnt/sbin/ . .umount /mnt 卸载此文件系统gzip -9 /tmp/initrdcp -f /tmp/initrd.gz /boot/initrd.imgrm -f /tmp/initrd.gz这样一个内存映像文件就生成了。为了生成

28、内存映像文件，内核在编译时必须打开ramdisk支持并且支持初始RAM盘，initrd中执行程序的所有对象（例如，可执行文件格式ELF和文件系统EXT2）必须编入内核，这样您生成的内存映像文件才是正常可用的。 缺省条件下，内核的标准设置指定了根设备，另外还可以由rdev设置，或者由命令行传递参数root=xxx指定。在initrd环境下也可以改变根设备。首先，系统要挂接/proc，然后使下列文件可用：/proc/sys/kernel/real-root-dev/proc/sys/kernel/nfs-root-name/proc/sys/kernel/nfs-root-addrsreal-ro

29、ot-dev能通过向其写入新的根文件系统设备号来改变，例如# echo 0x301 /proc/sys/kernel/real-root-dev总而言之，创建初始内存映像文件的主要目的是为了在系统安装（启动）时配置内核模块。这时整个安装过程的最初阶段会按如下方式工作：系统由软盘或其它介质以最小内核启动（必须支持RAM盘，初始内存镜像，ELF类型的可执行文件，ext2类型的文件系统）并加载初始内存镜像。 /linuxrc决定下一步的工作： 挂接真正的根文件系统，包括对设备类型，设备驱动程序，文件系统等信息的处理。 安装程序的发布介质（例如，CDROM，网络，磁带）。这可以通过询问用户，自动探测，

30、或混合的方法完成。 /linuxrc加载必须的设备驱动程序模块。 /linuxrc创建和管理根文件系统。 /linuxrc写在根文件系统和任何已经挂接的其它文件系统，设置/proc/sys/kernel/.，终止。 挂接根文件系统。 引导加载程序被读入内存。 引导加载程序配置带有模块集的初始内存镜像（/initrd能被修改，卸载）。 完成系统引导时附加的安装任务。2.3 定制最小化的运行环境安装程序的运行环境是整个安装过程第二阶段，它是在内核以及初始内存映像运行之后，由第一阶段的安装程序装入内存的。在此之后，安装程序才正式从其上开始运行。定制最小化的安装程序运行环境也就是定制最小化的Linux

31、系统运行环境。定制怎样的安装程序运行环境和安装程序所提供的功能密切相关。一般而言，安装程序都要打开多个控制终端，所以为了便于调试，安装环境中应该具备完整的 shell命令环境。同时，为了支持图形化显示，那么安装环境还需要XFree86系统，Gtk（Qt）库环境，可能还需要gtk-engine以支持贴图的显示方式。而对于要提供多语言支持的安装程序，这就需要提供glibc的本地化环境，多种字体集，不同的键盘映射方式。另外对于安装程序提供支持的硬件设备，也应该将其驱动程序模块放入安装程序的运行环境中。安装程序运行环境一般应包括如下内容：运行时刻库，包括运行程序必须的动态库 驱动程序模块文件，包括安装程序需要支持的设备和服务模块 系统命令，包括各种系统命令 多语言环境，包括键盘映射、本地化环境、字体 XFree86系统，包括XFree86