共计 2826 个字符，预计需要花费 8 分钟才能阅读完成。
本文由云 + 社区发表作者：我是乖宝宝哦
一般来说，我们所说的 Linux 系统指的是各种基于 Linux Kernel 和 GNU Project 的操作系统发行版。为了掌握 Linux 操作系统的使用，了解 Linux 操作系统的运作过程，理解内核与外围支撑系统的关系，加深对开源操作系统的认识，我决定造个轮子——自己定制一个 Linux 文件系统。
这里有两种实现方法：
直接自己实现 init**\*（M1）***
加载 bios 的硬件信息 -> 读取 MBR –> 执行 Grub -> 加载 kernel–> 加载驱动–> init –> 执行 bash
利用系统 /sbin/init**\*（M2）***
加载 bios 的硬件信息 -> 读取 MBR –> 执行 Grub -> 加载 kernel–> 加载驱动–> init –> /sbin/init -> 取得 run-level 信息 -> /etc/rc.d/rc.sysinit -> services –> /etc/rc.d/rc.local –> mingetty –> login
我们先选择 *M1*。
思路
利用原有系统复制必备部件到新存储器
利用 initrd.img 机制在 RAM Disk 中测试
搭配原文件内核和模块启动
Step1：获得 shell 版本的 initrd.img
首先，我们可以写一个脚本 init，使得内核用该文件系统启动后能够直接获得一个 Bash。
创建脚本 init
其中：/bin 目录下是常用命令，init 是自己写的脚本，/lib64 目录下是应用程序所依赖的动态库。
init 内容
现在我们需要使用命令行，创建 bin 和 sbin 目录，向其中添加 bash、ls、rm、cp、mv、echo、cat、less 等基础命令。由于这些命令需要依赖 /lib64 等目录下的一些动态链接的共享库，所以需要将依赖的库拷贝到小系统对应的目录下，用 ldd 命令查询应用程序及其依赖的动态库。完成之后，执行：
find . | cpio -H newc -o | gzip > /boot/initrd.img
将根文件系统打包成 initrd.img 放到 /boot 目录下。启动时系统会自动执行 initrd.img 中的 init。
费了这么大劲生成 initrd.img，如何测试新建的 initrd.img 呢，需要在 grub 启动配置文件当中增加一个入口用于测试。
title CentOS 6 Mini
root (hd0,0)
kernel /vmlinuz-2.6.32-642.el6.x86_64
initrd /initrd.img
这样重启之后就会出现启动选项了。
Step2：完成挂载原系统能力
为了能挂载原系统，必须在 initrd.img 中加载原系统运行所必须的驱动模块，比如 ext4 文件系统的驱动、scsi 设备的相关驱动等，/sbin/modinfo 配合 /sbin/insmod，驱动放到 /module
Step3：完成拥有管理设备能力（udev）
利用管理、监控主机设备的服务程序 udevd 来自动加载所需的驱动模块，比我们自己实现更加可靠。udevd 的规则文件在 /lib/udev/ 目录下，配置文件在 /etc/udev/ 目录下，同时还需要 /etc/nsswitch.conf 配置的名称服务交换，其依赖的库为 /lib 目录下以 libnss 开头的文件，将上述文件拷贝到我们的目录下，然后使用 /sbin/start\_udev 命令可以启动 udevd 服务。（udevd 需要调用一些其他的系统命令，如 /sbin/modprobe，可用 strace 进行跟踪获取）。
小系统的目录文件
其中：/dev 目录下是系统存放可用设备的目录，/log 是使用 strace 命令生成的 log 记录文件。
Step4：完成拥有 login 登录能力
由于 login 的机制比较复杂，涉及进程管理机制和进程组、控制台等许多方面，因此我们采用 *M2*，将 /sbin/init 命令拷到小系统目录下，init 脚本改为
#!/bin/bash
exec /sbin/init
将控制权交给 /sbin/init 之后，系统启动时就必须等到它完成一系列调用之后，进入 login 界面，用户才能重新获得控制权。
/sbin/init 的过程大致分为三块：第一块是 udevd 加载驱动模块、文件系统检查和根切换，相关配置在 /etc/rc.sysinit 中；第二块是启动各项服务，相关配置在 /etc/rc.d/ 目录下；第三块是登录部分，需要调用 /sbin/mingetty 和 /bin/login 等命令。将上述所涉及的命令及文件拷贝到小系统对应的目录下，并对配置进行修改。
由于小系统启动之后 initrd.img 作为临时根文件系统直接在内存中运行，而我们小系统不需要进行根切换，故将 /etc/rc.sysinit 中 remount\_needed() 函数体注释掉，这样就不会根切换了。
由于系统采用了全新的 Upstart 启动方式（/sbin/init 程序已经改由 upstart 软件包提供），将与 Upstart 启动相关的配置文件拷贝至小系统目录下：
/etc/inittab 配置默认运行级别
/etc/init/rcS.conf 加载 rc.sysinit 脚本，完成系统初始化任务
/etc/init/rc.conf 兼容脚本，负责各运行级别的调用处理
/etc/init/rcS-sulogin.conf 为单用户模式启动 /sbin/sushell 环境
/etc/init/control-alt-delete.conf 控制终端下的 Ctrl+Alt+Del 热键操作
/etc/init/start-ttys.conf 配置 tty 终端的开启数量、设备文件
/etc/sysconfig/init 控制 tty 终端的开启数量、终端颜色方案
/etc/init/tty.conf 控制 tty 终端的开启
将 bootmini/etc/inittab 的运行优先级改为 2，那么系统启动时 /sbin/init 将执行 bootmini/etc/rc.d/rc2.d/ 目录下以 S 开头的文件，将一些不需要开启的服务文件名改为 K 开头。
在 bootmini/etc/rc.d/rc.local 文件中可以加入用户需要系统开机启动后自动执行的操作。
login 程序基于认证体系 PAM，配置文件在 /etc/pam.d/ 目录下，相关库文件有 /lib64/security/ 及其依赖的库文件；login 还涉及用户组管理 /bin/chgrp、/bin/chown、/bin/chmod 等，保存用户名的文件 /etc/passwd、/etc/group，用户密码文件为 /etc/shadow。其他一些涉及的文件可通过 strace 来帮助分析。
可在真机上运行的完整版小系统
部分目录文件：
/etc
/bin
/sbin
/usr/bin
/usr/sbin
至此，文件系统算是可以跑了。下一篇我们再造个轮子——进行 Linux 内核的裁剪。真机效果也将在下篇看到。
此文已由腾讯云 + 社区在各渠道发布
获取更多新鲜技术干货，可以关注我们腾讯云技术社区 - 云加社区官方号及知乎机构号
