构建一个U盘Linux

• 目标 ：对内核进行配置与编译，具备部署新内核的能力。

  ​ 内核编译、部署，目标设备是软盘（1.44MB)或U盘，系统将从软盘或U盘上启动。

• 环境：主机：Windows10

  ​ 虚拟机：VMware Workstation 16 Pro+Ubuntu20（安装请参考：(2条消息) VMware虚拟机安装 Linux（Ubuntu）教程_一顿吃不饱的博客-CSDN博客）

  ​

1.下载编译Linux内核Kernel

1.1下载内核

在Ubuntu中打开官网，下载最新版本的就可以，注意保存的位置（我在桌面新建了一个文件夹存放它）

1.2解压内核

在该文件夹下打开终端，输入如下命令

xz -d linux-5.15.5.tar.xz  
tar xvf linux-5.15.5.tar

1.3配置内核

（1）配置环境，安装一些可能需要的软件

apt-get update 
apt-get upgrade
apt-get install build-essential
apt-get install build-essential gcc
apt-get install binutils-multiarch
apt-get install alien
apt-get install ncurses-dev
apt-get install libncurses5-dev libncursesw5-dev
apt-get install ncurses-devel
apt-get install bison -y
apt-get install flex

（2）配置内核

在解压后的linux内核文件夹里打开终端输入如下命令(出现如图所示时表示操作成功)

make x86_64_defconfig

在命令行输入

make menuconfig

会出现如下界面

然后添加一些选项

·Device Drivers -> Block devices ->loopback device support, RAMblock device support

·Device Drivers ->SCSI Support -> SCSI device support 下的SCSI disk Support、 SCSI low-level drivers —> Buslogic SCSI support

· Device Drivers ->USB Support ->Support for Host-side USB，Preliminary USB device filesystem ,USB Mass Storage support，xHCI HCD (USB 3.0) support，xHCI HCD (USB 2.0) support

File System -> ext3

配置好后保存退出

1.4编译内核

make dep // 寻找依存关系，由系统决定要编译哪些内容
make clean // 清除以前编译内核时生成的中间文件
make bzImage  // 生成压缩的Linux内核文件，保存位置：你内核编译完成后 最后一行命令就是其位置

在编译的时候可能会出现一些问题，这些是我遇到的，仅供参考：编译Linux内核kernel时遇到的问题与解决方案_一顿吃不饱的博客-CSDN博客

2.下载安装BusyBox工具

2.1下载压缩包

官网：BusyBox

选择最新版本下载

2.2解压

• 解压缩，可以右击解压也可以使用命令行解压

tar -jxvf busybox-1.34.1.tar.bz2 

2.3配置BusyBox

进入解压后的目录

make defconfig  //使用默认配置，让busybox包含常用命令和工具
make menuconfig  //在上述基础上，自己更改配置

开始配置

添加项
BusyBox Setting->Build Options->[ 选]Build Busybox as a static binary (no shared libs)
Shells->chose your default shell(ash)：
BusyBox Setting->[*]Don’t use /usr（否则busybox会安装到ubuntu的/usr下，会覆盖原系统原有的命令）

删除项
Coreutils—>sync
Linux System Utilities—>nsenter
Linux System Utilities—>Support mounting NFS filesystems(网络文件系统)
Networking Utilities—>inetd（超级服务器）
busybox settings ->build options ->build with large file support

2.4编译和安装busybox

make
make install

当出现下图所示时就表明已经安装完成了

执行完成后会发现多了一个_install目录

（如果在make或make install 过程中一直出现问题且无法解决，就换一个busybox版本再尝试一下）

3.格式化U盘

3.1下载安装DiskGenius

地址：压缩包上传审核未通过，需要请私信

解压后点击.exe文件就可以运行了

3.2格式化U盘

需要清空U盘所有信息，请做好备份

将U盘转化为MBR格式

分区->删除当前分区（清空磁盘）

分区->建立新分区->主磁盘分区->选择文件系统类型 ext3

成功后如图所示

4.构建Linux根文件系统

4.1虚拟机内的操作

在虚拟机中构建一个根文件系统的镜像压缩，之后复制到U盘中。如果直接在U盘中构建，之后有什么错误需要格式化U盘。

（1）在文章开头时新建的文件夹下新建rootfs文件，把_install目录中的内容复制进去，现在rootfs下已经有了bin、sbin目录

（2）一个完整linux系统还需要添加其他必要文件夹，进入/rootfs，输入：

`mkdir usr proc mnt var tmp dev sys etc`

（3）同时在rootfs下还必须要有一个init文件，这个init文件可以是一个可执行的二进制文件，也可以是一个shell脚本，或者是指向前面两者的链接。init文件会在linux内核初始化就绪后被执行。方便起见，我们就把init做成一个指向bin/sh的软连接，在rootfs下输入：

ln -s bin/sh init

（4）dev目录下还必须有几个必要的设备console,null,ram,tty,tty1,tty2,tty3,tty4这些tty就是和用户交互的终端：cd 进入/rootfs/dev，建立必须的设备节点文件，并授权，输入：

mknod tty c 5 0
mknod console c 5 1
mknod null c 1 3
mknod ram b 1 0
mknod tty1 c 4 1
mknod tty2 c 4 2
mknod tty3 c 4 3   
mknod tty4 c 4 4  
chmod 666 tty console null
chmod 666 tty1 tty2 tty3 tty4  
chmod 600 ram

（5）制作压缩镜像，输入：

cd .. // 回到rootfs目录下
find . | cpio -H newc -o > ../rootfs.img // 返回 块数目：5157 块
cd .. //回到用户目录
gzip rootfs.img -f //压缩镜像

4.2 U盘内的操作

（1）将U盘连接到虚拟机

若U盘连接不到虚拟机，请参考：U盘连接不到虚拟机的问题解决方法_一顿吃不饱的博客-CSDN博客

（2）检查是否分区成功和连接成功，输入：

sudo fdisk -l

（3）挂载U盘

mkdir /mnt/usb2 //新建一个usb2文件夹 
mount /dev/sdb1 /mnt/usb2 //然后把sdb1挂到usb2文件夹

(4)安装grub,显示最后一句话说明安装成功。

输入：

sudo grub-install --root-directory=/mnt/usb2 /dev/sdb

这条命令会把grub安装到/dev/sdb中，即把grub的第一阶段（短于512字节的部分）放入/dev/sdb的第一扇区，并且把第二阶段要用到的各种文件放到当前目录（即/dev/sdb1分区承载的ext3文件系统）（更准确的说，是放在了/dev/sdb1/boot/grub下）

(5)把过去做好的bzImage和rootfs.img.gz复制到U盘的boot目录下

cp linux-5.15.5/arch/x86/boot/bzImage /mnt/usb2/boot/
cp rootfs.img.gz /mnt/usb2/boot/

（6）配置grub.cfg

​ 在/mnt/usb2/boot/grub文件夹新建一个文件grub.cfg并在文件夹内编写以下内容，保存后退出

（7）卸载U盘，目的是避免损坏或丢失数据，之后拔出U盘，即制作完成

5.测试U盘Linux

5.1配置虚拟机

此时以管理员的方式运行VM，并将U盘连接到主机

（1）在VMware内新建一个虚拟机，不要安装操作系统

选择Ubuntu64位

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-gsWNnUoT-1638275082031)(C:\Users\MayBeBa\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20211130200221486.png)]

选择磁盘类型

选择物理磁盘

选择设备，drive0是主机的物理盘，不要选，一般都是drive1或drive2

完成虚拟机的创建

（2）配置虚拟机，使得开机就进入BIOS系统

5.2开启虚拟机，进行测试

（1）设置虚拟机bios 的引导顺序，将U盘放在第一位（shift+"+/-"）

​ 保存退出

（2）成功启动，大功告成

Enter ->等待系统启动

（3）测试U盘Linux系统

成功运行，至此我们的U盘Linux就成功部署完成了