从USB移动硬盘上引导Portable Linux详解(1)

相应的内核也从2.4.20换成了现在用的2.6.21。

中间借用的工具也从开始用的VMWare换成了现在的qemu。

当然，不排除有优良的发行版本和更新的内核源码和工具可以不再用自己DIY，以下只是讲讲我自己动手的经历：

首先，要有一个可分区安装linux的USB移动硬盘，理论上FLASH U盘也可以，SD/XD等闪存卡+读卡器也可以，不过FLASH芯片的速度相对还是慢了些，实用程度远没有用移动硬盘高。这里还要提到移动硬盘最好是支持USB 2.0的，用的主板最好也如此，USB1.0和1.1的速度上，实用程度也很低。理论上用IEEE 1394火线接口的移动硬盘更快，只是我没有条件试过。

再首先，移动硬盘的USB/IDE转换板也有点讲究，我先后试过的几种移动硬盘转接板中，以那种标有IBM的小板子的移动硬盘盒最差，就算是在Windows下，也经常有硬盘离线的情况发生，一般用那种整块垫着硬盘的底板的移动硬盘盒不错，最好就是单口就能供电启动。

其次，准备一套发行版的Linux安装光盘，当然，ISO文件也成，这里假设的当然是我们从Windows环境下开始，如果当前用的是linux，可能还不用那么麻烦。

第三、准备一套可用的虚拟机环境，如果不在乎盗版或是你己经为之合法地付费，那么首选VMWare，这几乎是X86平台下虚拟X86平台的性能取好的虚拟机软件了，虚拟速度几乎达到1:1，如果一定要合法地使用软件，那么就用qemu吧，去哪里下载，请自己找。

第四、把移动硬盘连接到Windows 宿主机上来，正确地认出来，这里假设当前宿主机只有一块内部硬盘，移动硬盘是唯一连接的一个移动存储设备。正确地配置虚拟机，把移动硬盘（在Windows下，第二块硬盘的设备文件是\\.\PhysicalDrive1）完全交给虚拟机作为主要硬盘，VMWare下，通过向导你可以建立一个vmdk文件，但是仅仅是指明，这个虚拟硬盘就是宿主机上的移动硬盘，这都可以在GUI下实现。在Qemu下，指明将移动硬盘作为虚拟机的命令是：

qemu.exe -boot d -L . -m 256 -hda \\.\PhysicalDrive1 -cdrom d:\CDIMGS\FC-i386-CD1.ISO -localtime

这里我不想太多去讨论虚拟机的使用，否则就变成虚拟机操作的经验之谈了，这里最后只提一个小提示，使用qemu的话，安装kqemu可以得到相当程度的性能提高。

总而言之，我们建立一台使用USB硬盘作为主硬盘的虚拟机，并从光盘上引导或是从光盘镜像文件上引导它，顺利地安装了一套运行在虚拟机上的发行版本的Linux，这里又仅以FC 5 Linux为实例了，其实发行版本其实也大同小异。

第五、确保安装后运行在虚拟机中的Linux系统有完整的内核开发环境和内核源代码。这里又要扯到虚拟机的使用上去了，不管用什么办法，可能你需要安装开发环境、下载内核源代码的最近版本，可以正确地配置虚拟机直接上网下载、也可能利用宿主机下载后用FTP、Samba共享的办法甚至做成光盘镜像来让虚拟机终于可以配置和编译内核。

第六、开始配置新的内核，其中，重要的是要让这个内核支持USB移动存储驱动，而且还不能是内置在内核中，而是编译成内核驱动模块，由于存储驱动模块化，而又是引导时段需要的，因此，这个内核还必须支持引导过程的内存镜像盘（initrd）。于是，需要配置的内核部分包括：

至少必须的文件系统支持：ext3、ext2，反正都有initrd了，就配成模块方式。

至少必须支持的SCSI驱动：scsi、scsi-sd，这两个被VMWare 的虚拟Buslogic SCSI控制器和USB Storage驱动所依赖，配置成模块方式：

到少必须支持的USB驱动：usb支持、usb-storage即usb存储驱动。还有必须的uhci_hcd（基于intel系列芯片及VIA系列的的USB 1.0/1.1总线控制器）、ohci_hcd（基于AMD、nForce、ALI等兼容芯片的USB 1.0/1.1总线控制器）、ehci_hcd（扩展的USB 2.0总线控制器）。都配置模块方式。

至少必须支持的块设备：LoopBack Device Support，模块方式/内核方式都可以，2.4版本的内核使用Loop设备的方式来存放initrd镜像。 Ram disk支持，这个是必须，并且要编译在内核里。还有最重要的是Initrd的支持，需要编译到内核中，2.6的内核配置中，intitrd - Initial RAM filesystem and RAM disk (initramfs/initrd) support放在内核的General setup之下。

其它的部分，都可以按需定制。配置了内核之后，不外就是编译内核与内核模块、安装复制内核模块、安装新的内核。这些和通常的定制linux内核大同小异。把新的内核安装到当前系统上，并且加入到GRUB的选项中（这里又是假设了，假设当前使用的是GRUB作为Boot loader，至于LILO、syslinux这些，也是大同小异）。

中间提到一个有用的工具：BusyBox，如果有整个定制过程中出现麻烦，反复地修正和重启是个麻烦事，而把Bash整到启动过程中，依赖的各种库文件很是占用空间，先在虚拟系统内下载一个BusyBox编译安装绝对有益于后面定制过程中的手工调试。

当然，对于最终结果来说，BusyBox不是必须的。

到这里，虚拟机里己经安装了一个新的内核，如果你愿意，不妨用它在虚拟机里引导一下，看看它是否工作良好。

第七才开始进入正题，动手对付这个新内核的initrd镜像，让它能正确地联接在主机上从USB盘上启动起来，而不是在虚拟机里启动。先把/boot/initrd-2.6.21.img 复制到你的工作目录下来，并把它更名成.gz文件，解开到一个定制的目录中，这里我是这么做的：

#cd

3cp /boot/initrd-2.6.21.1.img hd.gz

#mkdir newinitrd

#gunzip hd.gz

#cd newinitrd

#cpio -i --make-directories < ../hd

这个时候，newinitrd目录下就是整个initrd文件内被打包压缩了的文件。

这里扯一下：发行版内的mkinitrd工具，来自于mkinitrd软件包，你可以用mkinitrd --version查一下，编译核心的最后一步make install这个过程的最后一步就是mkinitrd，这是一个shell脚本，有耐心和兴趣的可以仔细读一下，在我用的5.0.32版本的mkinitrd工具中，linux的开发者也己经试图加入了生成从usb盘引导linux的功能，只可惜，似乎生成的initrd并不能正常从USB移动硬盘上引导，最后还是得我们自己定制。

第八：把需要用的内核模块从/lib/modules/当前版本/kernel/drivers....等目录中复制到当前initrd解开后的目录的lib目录下。在这之前，先看看里面有什么，不同的情况下，还是有一些差别的。

接着上面的shell环境：

#cd lib

#ls -l

-rw-r--r-- 1 root root 69348 07-24 05:13 BusLogic.ko

-rw-r--r-- 1 root root 144796 07-24 05:13 ext3.ko

-rw-r--r-- 1 root root 75736 07-24 05:13 jbd.ko

-rw-r--r-- 1 root root 24564 07-24 05:13 ub.ko

-rw-r--r-- 1 root root 148040 07-24 05:13 usbcore.ko

-rw-r--r-- 1 root root 102960 07-24 05:13 usb-storage.ko

哦？己经帮我把usb等模块都复制上去了，还带了一个BusLogic的SCSI驱动。仔细比较这些ko文件，有不少还是被strip过的，比/lib/modules下的缩水小了很多。但是......

少了总线驱动，它以为我把usb总线控制器编译到内核中了？没办法，这里只好老老实实地先把总线驱动文件先复制过来。

接着上面的shell环境：

#cp /lib/modules/2.6.21.1/kernel/drivers/usb/host/ehci-hcd.ko .

#cp /lib/modules/2.6.21.1/kernel/drivers/usb/host/uhci-hcd.ko .

它们可以去掉内部的一些符号以缩小体积：

#strip ehci-hcd.ko

#strip uhci-hcd.ko

还少了必须的scsi disk 支持模块：

#cp /lib/modules/2.6.21.1/kernel/drivers/scsi/sd_mod.ko .

这个不就必strip了，似乎strip它的话，会加载不上。

除此之外，我们还得准备一个sleep，取代linux引导时用的nash中的sleep内部命令，那个不能有效地进行延时，于是到再到bin目录下：

这里还是得保留在我们的newinitrd目录下：

#cd ../bin

#cp /bin/sleep .

除此之外，还得也准备好sleep所依赖的库文件：

#ldd ./sleep

linux-gate.so.1 => (0xffffe000)

libc.so.6 => /lib/libc.so.6 (0x00c44000)

/lib/ld-linux.so.2 (0x003b7000)

它需要lib目录下要有libc.so.6和ld-linux.so.2，找到它们，复制到lib目录下

#cd ../lib

#cp /lib/ld-linux.so.2 .

#cp /lib/libc.so.6 .

到这里，必须的文件就准备好了。

以上也有补充：sleep也可以由BusyBox取代，虽说下载一个BusyBox再编译多一些功夫，可是我还是很开心地编译了BusyBox并把它复制到newinitrd 的 bin目录下，并给它建了几个有用的链接，以下是用BusyBox的可选过程，就不用上面的sleep了：

（先进到newinitrd/bin下）

#cp /root/busybox-1.6.0/busybox . （这里是我下载的busybux，并编译了支持ash，一个小型的shell）

#ln -s busybox ash

#ln -s busybox sleep

可以试一下整个newinitrd目录作为根的效果了：

#cd （回到用户目录下）

#chroot newinitrd /bin/ash

BusyBox v1.6.0 (2007-06-12 22:55:20 CST) Built-in shell (ash)

Enter 'help' for a list of built-in commands.

# exit

退出回到原来的bash和原来的根上面。（busybox同样依赖于ld-linux.so.2和libc.so.6，请参考上面的方法把依赖的库文件复制到lib目录下）

第九：修改newinitrd目录下的init脚本，让它启动运行时正确依次加载文件系统支持模块、scsi支持模块、scsi-disk支持模块、usb支持模块、usb-storage支持模块、USB1.0/1.1总线驱动、USB2.0总线驱动，并在总线驱动的加载之间延时等待设备连入总线、发现与就序。由于usb驱动需要使用proc文件系统，还要确保先向根挂载了proc文件系统。