Linux 系统裁减指南 (LiPS).pdf

### Linux系统裁减指南知识点梳理 #### 一、引言 **编写目的**：文档旨在指导用户通过裁减Linux系统来构建一个适用于特定场景的小型化Linux系统。裁减不仅涉及去除不必要的组件以减小系统大小，还包括针对特定硬件进行优化以提高性能。 **背景**：文档基于华中科技大学计算机存储系统国家专业实验室的NAS项目背景下编写，该项目旨在为特定应用领域（如网络附加存储）提供定制化的Linux解决方案。 **定义** - **Bootloader**：用于在系统启动时加载操作系统内核的程序。 - **Kernel**：操作系统的核心部分，负责管理系统的资源和服务，以及硬件与软件之间的交互。 - **Root File System**：包含操作系统所需的基本文件和目录的文件系统，它是文件系统的起点。 - **USB**：通用串行总线，一种广泛使用的接口标准，用于连接各种外部设备到计算机上。 **参考资料**： - IBM developerWorks 中国网站上的“DIY：自己动手做一个迷你Linux系统”教程提供了关于如何创建小型化Linux系统的详细指导。 #### 二、总体描述 **硬件环境**：裁减的Linux系统通常针对特定的硬件平台，因此需要考虑处理器类型、内存大小以及其他硬件特性，以确保裁减后的系统能够高效地运行。 **软件环境**：包括Linux内核版本、支持的操作系统版本以及其他必要的软件包。选择合适的软件环境有助于提高系统的稳定性和兼容性。 **需求规定和约束**：根据目标应用场景的需求，定义了系统需要满足的功能性需求和非功能性需求，例如系统大小限制、启动时间要求等。 #### 三、总体设计 **基本设计概念**：裁减过程中需要遵循的原则，例如最小化系统大小的同时保持关键功能完整、提高系统的启动速度等。 **软件结构**：描述了裁减后系统的主要组成部分及其相互之间的关系。这包括内核、根文件系统、引导程序等关键组件。 #### 四、内核 **创建内核的方法**：介绍了几种创建定制内核的方法，包括使用配置工具（如`menuconfig`）、手动编辑配置文件等。 **内核配置** - **概述**：配置内核是裁减过程中最关键的步骤之一，它决定了最终系统支持哪些功能。 - **Loadable module support**：允许用户动态加载和卸载模块，以便按需启用或禁用某些功能。 - **Processor type and features**：选择与目标硬件匹配的处理器类型和特性，这对于性能优化至关重要。 - **General setup**：包括一些通用选项，如内核调试支持、多处理器支持等。 - **Plug and Play configuration**：配置即插即用设备的支持情况。 - **Block devices**：选择支持的块设备类型，如硬盘驱动器、固态硬盘等。 - **Multi-device support (RAID and LVM)**：如果需要，可以启用对RAID阵列或逻辑卷管理的支持。 - **Networking options**：配置网络功能，如TCP/IP协议栈、网络设备驱动等。 - **ATA/IDE/MFM/RLL support**：选择支持的磁盘接口类型。 - **SCSI support**：配置SCSI设备的支持情况。 - **Network device support**：指定支持的网络设备类型。 - **Character devices**：选择支持的字符设备，如终端、打印机等。 - **Filesystems**：指定支持的文件系统类型，如ext4、FAT32等。 - **Console drivers**：配置控制台驱动程序，用于显示系统信息和用户输入。 - **USB support**：选择支持的USB功能，如USB设备驱动、USB主机控制器等。 **提示**：提供了关于如何使用EXTRAVERSION变量来标记自定义内核版本的建议，以及如何处理.config文件。 #### 五、根文件系统 **根文件系统**：描述了根文件系统的基本概念及其重要性。裁减后的系统必须有一个完整的根文件系统才能正常启动和运行。 **文件系统的内容** - **应用程序（applications）**：列出系统中必需的应用程序，这些程序对于系统的正常运行至关重要。 - **设备文件（device files）**：包括与硬件设备相关的特殊文件，如磁盘驱动器、网络接口等。 - **脚本和配置文件（scripts and configuration files）**：包含用于系统初始化和其他任务的脚本和配置文件。 - **库文件（libraries）**：列出系统所需的共享库文件。 - **必要的目录**：描述了根文件系统中必须存在的关键目录。 **初始化RAM盘（initrd）** - **操作步骤**：详细说明了如何创建和配置初始化RAM盘。 - **引导选项**：解释了如何通过引导参数来控制初始化RAM盘的行为。 - **安装**：提供了安装初始化RAM盘的具体步骤。 - **改变根目录设备**：介绍如何在启动过程中将根文件系统从RAM盘切换到永久存储设备上。 - **使用场合**：指明了初始化RAM盘适用的场景，例如在没有足够的物理内存时使用。 **系统初始化（init）** - **init的任务**：描述了init进程在系统启动过程中的主要职责。 - **SysVinit**：介绍了SysVinit作为init程序的工作原理。 - **两种风格：Slackware vs. Debian**：比较了Slackware和Debian两种不同发行版中的init程序实现差异。 **PAM** - **什么是PAM**：解释了Pluggable Authentication Modules（PAM）的概念及其作用。 - **PAM的结构**：描述了PAM模块如何工作，以及它们是如何与应用程序和系统服务交互的。 - **配置文件**：列出了与PAM相关的配置文件，并说明了如何对其进行修改以适应不同的安全需求。 **再论initrd** - **根到底在哪里**：讨论了在使用初始化RAM盘的情况下，真正的根文件系统位于何处的问题。 - **linuxrc**：解释了`linuxrc`程序的作用及其在初始化RAM盘中的重要性。 - **根转换机制：新的？旧的？**：比较了不同的根转换方法，包括新旧方法的优缺点。 **提示** - **文件系统目录层次结构**：提供了关于标准文件系统目录层次结构的信息，帮助用户理解各个目录的用途。 - **mklips.sh（制作LiPS的脚本）**：介绍了用于构建LiPS系统的脚本文件。 - **lips.conf（LiPS配置文件）**：解释了LiPS配置文件的作用及其内容。 - **cp –dpR**：说明了如何使用该命令复制目录结构。 - **如何判断一个程序依赖哪些文件**：提供了查找程序依赖项的方法。 - **带库文件复制——lcp()**：介绍了一个用于复制库文件的实用程序。 - **库文件的命名**：给出了库文件命名的一些建议，以避免冲突和混淆。 #### 六、引导 **引导过程概述**：概括了Linux系统启动过程的关键步骤。 **几种引导方式**：介绍了不同的启动方法，包括硬盘启动、网络启动等。 **grub引导器**：解释了GRUB引导器的工作原理及其在Linux系统启动中的角色。 **USB引导** - **制作步骤** - **创建文件系统**：指导用户如何在USB设备上创建适合的文件系统。 - **复制文件**：说明如何将系统文件复制到USB设备上。 - **安装grub**：提供安装GRUB引导器的具体步骤。 **提示**：提供了关于版本兼容性问题的注意事项。 #### 七、远程串口控制台 **概述**：简要介绍了远程串口控制台的概念。 **配置方法**：指导用户如何设置远程串口控制台。 **提示**：给出了一些有用的提示，帮助用户更好地配置和使用远程串口控制台。 **Linux远程串口控制台指南**：提供了关于如何使用Linux远程串口控制台的更详细指导。 #### 八、系统安装光盘 **概述**：概述了如何创建一个包含所有必要组件的系统安装光盘。 **boot.iso光盘的文件结构分析**：详细分析了系统安装光盘的内部结构，帮助用户了解其组成部分及其作用。 #### 结语 本指南深入探讨了Linux系统裁减的各个方面，从总体设计到具体的实现细节，旨在帮助用户根据实际需求构建出高效且功能完整的定制化Linux系统。无论是对于嵌入式系统开发人员还是寻求精简现有Linux部署的IT专业人士来说，都是一份宝贵的参考资料。