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教你如何從 FireWire 設(shè)備引導(dǎo) Linux (2)
2006-08-23   賽迪網(wǎng)

安裝

現(xiàn)在我們有了外置設(shè)備,將開始在其中安裝 Linux。

現(xiàn)在安裝 Linux 的最容易的方法(當(dāng)然是我的觀點)是連接所有硬件(在這里,包含插入 PCMCIA FireWire 卡、將 FireWire 線纜連到 PCMCIA 卡和驅(qū)動器上、打開驅(qū)動器的電源開關(guān));然后使用您選擇的發(fā)行版的安裝 CD 來引導(dǎo)計算機(jī)。

我選擇的發(fā)行版是 Gentoo(請參閱參考資料獲得相關(guān)鏈接),所以我使用最新的“Universal” x86 Live CD (2004.1)。其他發(fā)行版所需的步驟應(yīng)該會比這里講述的步驟多或者少。

一旦已經(jīng)使用安裝 CD 引導(dǎo),如果幸運的話,它應(yīng)該已經(jīng)識別了您的驅(qū)動器。驅(qū)動器應(yīng)該顯示為 /dev/sdX 下的磁盤,其中 X 是從“a”開始的小寫字母。在我的系統(tǒng)中,外置驅(qū)動器被檢測為 /dev/sda,但是如果您有其他 SCSI 磁盤(模擬的 SCSI 磁盤),這將發(fā)生變化;在那種情況下,它可能是 /dev/sdb 或其他字母。如果驅(qū)動器沒有被自動檢測,可能需要進(jìn)一步的步驟 —— 例如,您可能必須通過引導(dǎo)選項來啟用 FireWire 或 PCMCIA,或者可能必須手工加載一些內(nèi)核模塊或類似的其他項(請參閱參考資料獲得故障排除指南的鏈接)。

一旦驅(qū)動器已經(jīng)被識別,就考慮安裝的其余部分而言,它應(yīng)該確實像內(nèi)置硬盤驅(qū)動器一樣運轉(zhuǎn);所以您應(yīng)該可以根據(jù)需要對其進(jìn)行分區(qū)和像平常一樣安裝 Linux。

不過,提醒一句:當(dāng)決定安裝引導(dǎo)加載程序(通常是 GRUB 或 LILO)的位置時一定要小心 —— 我建議不要將其安裝在 Master Boot Record (MBR)(通常默認(rèn)就是這樣)中。而是應(yīng)該安裝在外置驅(qū)動器的根分區(qū)(或引導(dǎo)分區(qū),如果使用單獨的引導(dǎo)加載程序)中。

現(xiàn)在我們已經(jīng)在設(shè)備中安裝了 Linux,接著要引導(dǎo) Linux。從這里可以開始有一些技巧。

引導(dǎo)

在討論引導(dǎo)新的驅(qū)動器之前,需要了解一些引導(dǎo)加載程序理論。

引導(dǎo)加載程序通常安裝在計算機(jī)第一個硬盤的 MBR 中。調(diào)用引導(dǎo)加載程序時(BIOS 自動執(zhí)行 MBR 中的代碼),它通常顯示可以引導(dǎo)的 OS 的菜單。選擇一個給定 OS 引導(dǎo)。

關(guān)于此場景應(yīng)該注意兩點:

- OS 選擇菜單(通常)從磁盤加載。

- 要引導(dǎo)相關(guān) OS,引導(dǎo)加載程序需要從磁盤讀取相關(guān)內(nèi)核。

由于以上操作在加載 OS 之前發(fā)生,它意味著所有磁盤讀取都必須通過 BIOS 調(diào)用的方式發(fā)生。這會涉及嚴(yán)重的問題:即為了直接引導(dǎo)磁盤,您的 BIOS 必須支持通過 FireWire 或 USB 連接的磁盤。這通常可以看作從這些類型的磁盤引導(dǎo)的一個 BIOS 選項。實際上 FireWire BIOS 支持當(dāng)前很少見,但 USB 支持正在變得相當(dāng)普遍。因此,如果您在相對較新的計算機(jī)中使用 USB,應(yīng)該可以直接在 Linux 中引導(dǎo)驅(qū)動器。

在外置驅(qū)動器的 MBR 中安裝了 GRUB 之后,當(dāng)通過 USB 連接時,我可以直接引導(dǎo)該驅(qū)動器。當(dāng)引導(dǎo)連接的磁盤時很簡單地進(jìn)入了 BIOS 設(shè)置程序。外置磁盤將顯示為普通的硬盤驅(qū)動器:移動該磁盤使它在引導(dǎo)順序中位于內(nèi)置驅(qū)動器之前。

我也可以在內(nèi)置驅(qū)動器的 MBR 中安裝引導(dǎo)加載程序,并使用它引導(dǎo) USB 驅(qū)動器(這時它在 GRUB 中顯示為 hd1 in GRUB)。如果您使用 FireWire,有可能 BIOS 不能直接引導(dǎo)驅(qū)動器,將需要一些其他操作。

幸運地是,因為 Linux 的靈活性,如果您不能直接引導(dǎo)(使用 PCMCIA FireWire 卡,我的情況肯定是這樣!),會有相當(dāng)簡單的解決方案。可以從支持的設(shè)備(如軟盤驅(qū)動器、CD、USB key 或主驅(qū)動器上的微小分區(qū))執(zhí)行初始引導(dǎo)步驟,然后使用外置驅(qū)動器進(jìn)行其他操作。

構(gòu)建引導(dǎo)映像

可以使用兩種方法引導(dǎo):

? 一階段引導(dǎo)

內(nèi)核引導(dǎo)、安裝根文件系統(tǒng),并通過調(diào)用初始化腳本(通常是 /sbin/init)繼續(xù)進(jìn)行初始化。

? 兩階段(initrd)引導(dǎo)

內(nèi)核引導(dǎo)、安裝初始 ram 磁盤(initrd),執(zhí)行進(jìn)一步的可定制初始化,然后安裝根文件系統(tǒng)并繼續(xù)進(jìn)行初始化(通常也是通過調(diào)用 /sbin/init)

這兩種方法都有自己的優(yōu)點和缺點。

一階段引導(dǎo)

為了使用一階段引導(dǎo),我們需要構(gòu)建內(nèi)核,其具有安裝內(nèi)置根文件系統(tǒng)所需的所有驅(qū)動器(其他任何驅(qū)動器都可以在正常初始化過程中,在能夠從根分區(qū)加載的模塊中構(gòu)建)。

如果我們要從非常小的設(shè)備引導(dǎo)(如軟盤),最好的方法是構(gòu)建的內(nèi)核僅具有足夠使我們可以安裝根外置文件系統(tǒng)的內(nèi)置驅(qū)動器 —— 然后將其他所有項構(gòu)建為模塊。例如,我內(nèi)置了 SCSI 支持、PCMCIA 支持、IEE1394、SBP 和類似支持,但是其他所有項(包括顯卡支持、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備支持等等)都作為模塊構(gòu)建,這些模塊存儲在根分區(qū)(在外置驅(qū)動器上)中,而不是軟盤上。

使用簡單(一階段)引導(dǎo)過程,我們應(yīng)該能夠構(gòu)建具有所需支持的內(nèi)核,將其放在軟盤驅(qū)動器中,在軟盤中安裝引導(dǎo)加載程序(我使用 GRUB,但還有其他選擇,如 LILO),然后使用與此內(nèi)核(對于 GRUB)相似的內(nèi)核引導(dǎo):

root (fd0)

kernel (fd0)/boot/bzImage root=/dev/sda1

這種方法基本上可以工作,但有兩個問題:

1. 因為 SBP 支持使用 SCSI 仿真,為了檢測磁盤和允許安裝 /dev/sda1,需要“重新掃描”仿真的 SCSI 總線。這種掃描使用一組簡單的命令執(zhí)行。不過,遺憾的是,使用一階段引導(dǎo),我們不能運行任何命令,直到內(nèi)核已經(jīng)完成引導(dǎo),而內(nèi)核直到安裝了根文件系統(tǒng)才能完成引導(dǎo) —— 典型的自相矛盾困境。令人感到高興的是,對于導(dǎo)致 SCSI 總線在啟動時被掃描的 2.4 內(nèi)核有可用的修補程序(有關(guān)更多詳細(xì)信息,請參閱參考資料)。通過應(yīng)用此修補程序,我可以使外置驅(qū)動器在引導(dǎo)過程中由內(nèi)核自動檢測,而不需要任何重新掃描命令。這使我們進(jìn)入了下一個問題。

2. 內(nèi)核中有定時窗口,這意味著內(nèi)核經(jīng)常在其能夠被正確的監(jiān)測和初始化之前嘗試安裝根設(shè)備。對于此問題,也有可用的修補程序(請參閱參考資料獲得相關(guān)鏈接),它只是使內(nèi)核在啟動時等待很短的時間,并使其在安裝根文件系統(tǒng)失敗時重試(為外置驅(qū)動器提供時間識別)。

通過應(yīng)用這兩個修補程序,我可以成功地在可引導(dǎo)軟盤上構(gòu)建內(nèi)核,其將引導(dǎo),然后使用外置 FireWire 驅(qū)動器作為根。

這種方法的主要問題是需要我們給內(nèi)核源碼打補丁 —— 這最多是一件痛苦之事(當(dāng)發(fā)行新的內(nèi)核版本時),嚴(yán)重時會是個大問題(如果沒有維護(hù)補丁程序與內(nèi)核發(fā)生的其他更改保持一致的話)

您可能已經(jīng)想到如果我們的 BIOS 支持 USB 或 FireWire 且我們直接引導(dǎo),我們就可以避免這兩個問題。不幸的是,情況并不是這樣:雖然此方法在引導(dǎo)過程中使用 BIOS 調(diào)用來訪問磁盤,一旦內(nèi)核開始初始化,將不再使用 BIOS,而是使用內(nèi)核驅(qū)動器訪問磁盤 —— 這樣就會遇到相同的問題。

兩階段引導(dǎo)

到了內(nèi)核版本 2.0.X,向 Linux 內(nèi)核添加了一項引人注意的能力 —— 使用“initial RAM disk”(或 initrd)提供兩階段引導(dǎo)過程。

簡而言之,內(nèi)核像平常一樣引導(dǎo);但不安裝“真實的”根文件系統(tǒng),而是在 RAM 中創(chuàng)建微型根文件系統(tǒng)并安裝該系統(tǒng)。在安裝真實的根、切換為使用真實的根并銷毀 initial RAM disk 之前,任何步驟都可以在此初始環(huán)境中執(zhí)行。

這在各種環(huán)境中都有用,但是為了便于說明,我們將僅使用我們的迷你環(huán)境重新掃描 SCSI 總線,等待外置磁盤被識別,然后切換為使用該磁盤作為真實的根繼續(xù)引導(dǎo)。

為了使用這種方法,我們需要創(chuàng)建兩項,內(nèi)核和 initrd 映像。

內(nèi)核就是具有內(nèi)置 initrd 支持的普通內(nèi)核。initrd 映像是包含我們的迷你根文件系統(tǒng)的回送文件系統(tǒng)映像(此映像可以使用 gzip 進(jìn)行壓縮以減少其大小)。

有關(guān)創(chuàng)建或定制自己的 initrd 映像的詳細(xì)信息,可以查看參考資料部分。

在 initrd 映像中,有一個名為 linuxrc 的文件。當(dāng)加載 initrd 時會執(zhí)行此文件,所以確保其具有執(zhí)行權(quán)限!我們?yōu)榱诉M(jìn)行說明,所以 linuxrc 非常簡單:

清單1. initrd linuxrc

#!/bin/sh REAL_ROOT=/dev/sda1 # mount the /proc filesystem 
mount -t proc none /proc  #for scsi-emulation # modprobe sd_mod  #for pcmcia 
# modprobe pcmcia_core  #for FireWire # modprobe ieee1394 # modprobe ohci1394 
# modprobe raw1394 # modprobe sbp2  #for USB # modprobe usbcore # modprobe 
ohci-hcd # modprobe uhci-hcd# modprobe usb-storage  # loop rescanning the 
scsi bus + rerunning devfsd retries=5 i=1 until [ -e $REAL_ROOT ] do   if 
[ $i -gt $retries ]   then      echo "Unable to mount real root ($REAL_ROOT) 
- Giving up!"      /bin/ash      exit   fi    echo "Real root ($REAL_ROOT) not 
found, retrying ($i)"   sleep 1   echo "scsi addsingle-device 0 0 0" > /proc/scsi
/scsi   echo "scsi add-single-device 1 0 0"> /proc/scsi/scsi   echo "scsi add-
single-device 2 0"> /proc/scsi/scsi   /bin/devfsd /dev -np   i=$((i+1))
 done  #umount /proc asit will be remounted by the normal init process umount 
/proc #now we simply exit, and the normal boot process should continue 
exit 0

我們做的所有操作都是加載適當(dāng)?shù)哪K來支持外置驅(qū)動器:它們應(yīng)該根據(jù)需要被解注。(我在內(nèi)核中構(gòu)建了所有必需的支持,因此不需要任何模塊。)然后我們進(jìn)行循環(huán),重新掃描 SCSI 總線(通過將命令回送到 /proc pseudo-filesystem 中的特殊文件,并調(diào)用 devfsd),直到出現(xiàn)根設(shè)備(我的例子中為 /dev/sda1)。在我的例子中,討論的仿真 FireWire SCSI 總線是 1 0 0,不過也可以嘗試其他的,而不會有任何負(fù)面影響 —— 如果您知道要使用的總線,可以裁剪腳本。同樣,如果您有其他 SCSI 設(shè)備(或仿真 SCSI 設(shè)備),驅(qū)動器可能會有不同的字母(例如,/dev/sdb1)。如果不使用外置驅(qū)動器的第一個分區(qū),則需要使用不同的編號(例如,/dev/sda2)。

現(xiàn)在所需要做的就是將相關(guān)文件復(fù)制到 initrd 映像中(可以使用 mount -o loop 命令安裝未壓縮的映像)。特別地,需要確保具有 linuxrc 文件、在其中使用的所有命令和那些命令依靠的所有庫。然后,(未裝載的)映像可以進(jìn)行壓縮。

接著把內(nèi)核(bzImage)和 initrd 映像(initrd.gz)復(fù)制到(bootable, ext3)軟盤中。

最后一步是在軟盤中安裝引導(dǎo)加載程序,并使用下列選項引導(dǎo)內(nèi)核:kernel bzImage root=/dev/sda1 initrd=initrd.gz。

現(xiàn)在應(yīng)該可以使用軟盤進(jìn)行引導(dǎo):它將從軟盤加載內(nèi)核,將 initrd 映像加載到 RAM 中,等待識別根設(shè)備,然后像平常一樣從那里繼續(xù)引導(dǎo)。從此以后,可以移除軟盤。

如果軟盤不適合(例如,如果計算機(jī)沒有軟盤驅(qū)動器),則可以使用能夠通過 BIOS 引導(dǎo)的任何設(shè)備。就個人而言,為了寫作本文,我使用小的 32Mb USB 盤。或者,如果您不介意改變內(nèi)置硬盤驅(qū)動器的話,為了更便于引導(dǎo),可以在其中創(chuàng)建小的分區(qū)。

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