Linux minimal如何启动

Linux Minimal 启动指南

一、常见场景与对应启动方式

• 使用 QEMU 直接启动一个由内核 + initramfs 组成的最小系统（BusyBox 作为 init）。
• 制作可引导的 ISO（基于 Ubuntu 的 debootstrap 根文件系统 + GRUB），用 QEMU 或虚拟机测试。
• 将最小系统安装到真实磁盘/U 盘，通过 BIOS/UEFI 的 GRUB 引导进入。

二、方式一 QEMU 启动内核与 initramfs

• 准备
  • 内核镜像：编译得到 arch/x86_64/boot/bzImage。
  • 根文件系统：用 BusyBox 静态编译，在 _install 目录补齐 etc/init.d/rcS、etc/fstab，并生成 rootfs.img.gz。
• 示例命令

  qemu-system-x86_64 \
    -kernel ./linux-5.x/arch/x86_64/boot/bzImage \
    -initrd ./rootfs.img.gz \
    -append "root=/dev/ram init=/linuxrc console=ttyS0" \
    -nographic -serial mon:stdio
  

• 要点
  • 内核配置需启用 Initial RAM filesystem and RAM disk (initramfs/initrd) support 与 RAM block device support。
  • initramfs 的根通常为 /dev/ram，初始化进程为 /linuxrc（BusyBox 安装时创建的符号链接）。
  • 使用 -nographic -serial mon:stdio 可直接在终端交互；如需日志可改为 -serial file:output.txt。

三、方式二 制作可引导 ISO 并在 QEMU 启动

• 构建最小根文件系统（Ubuntu）

  sudo debootstrap --arch=amd64 jammy ./rootfs http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/
  sudo chroot ./rootfs
  passwd root
  # 可按需裁剪包
  apt remove -y man-db manpages wireless-tools network-manager xserver-common
  apt autoremove -y && apt clean
  exit
  

• 打包与引导配置

  mkdir -p ./iso/casper
  sudo mksquashfs ./rootfs ./iso/casper/filesystem.squashfs -comp xz
  sudo cp /boot/vmlinuz-$(uname -r) ./iso/casper/vmlinuz
  sudo cp /boot/initrd.img-$(uname -r) ./iso/casper/initrd
  
  mkdir -p ./iso/boot/grub
  cat > ./iso/boot/grub/grub.cfg <<'EOF'
  set default="0"
  set timeout=5
  menuentry "Minimal Linux" {
    linux /casper/vmlinuz boot=casper root=/dev/ram0 quiet splash
    initrd /casper/initrd
  }
  EOF
  
  sudo grub-mkrescue -o ./minilinux.iso ./iso/
  

• 启动测试

  qemu-system-x86_64 -cdrom ./minilinux.iso -m 512M
  

• 常见问题速排
  • 出现 Kernel panic: Attempted to kill init!：检查 init= 是否指向存在的初始化程序（如 /sbin/init 或 /linuxrc），必要时在 GRUB 中改为 init=/sbin/init。
  • 进入 (initramfs) 急救 Shell：先用 lsblk 确认介质（如 /dev/sr0），再检查 root= 与 casper 参数是否匹配；若缺少工具，可在宿主机的 initramfs 钩子中加入 lsblk 并重新生成 initrd。

四、方式三 安装到真实磁盘或 U 盘并引导

• 分区与格式化（示例：整盘 /dev/sdb，前 500MB 为引导分区，余下为根分区）

  sudo fdisk /dev/sdb    # 创建 sdb1(500M), sdb2(剩余)
  sudo mkfs.ext4 /dev/sdb1
  sudo mkfs.ext4 /dev/sdb2
  sudo mount /dev/sdb2 /mnt/sysroot
  sudo mkdir -p /mnt/boot
  sudo mount /dev/sdb1 /mnt/boot
  

• 安装 GRUB 到目标盘

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

• 部署内核与初始化

  # 拷贝你构建好的内核与 initramfs/initrd
  sudo cp /boot/vmlinuz-<version> /mnt/boot/vmlinuz-mini
  sudo cp /boot/initrd.img-<version> /mnt/boot/initrd-mini
  
  # 在目标根分区创建最小结构
  sudo mkdir -p /mnt/sysroot/{etc,proc,sys,dev}
  # 示例 inittab（仅启动 shell）
  cat > /mnt/sysroot/etc/inittab <<'EOF'
  ::sysinit:/bin/mount -t proc proc /proc
  ::sysinit:/bin/mount -t sysfs sys /sys
  ::askfirst:/bin/sh
  ::ctrlaltdel:/sbin/reboot
  ::shutdown:/bin/umount -a -r
  EOF
  

• 配置 GRUB（/mnt/boot/grub/grub.cfg）

  set default="0"
  set timeout=3
  menuentry "Minimal Linux" {
    linux /vmlinuz-mini root=/dev/sda2 ro quiet
    initrd /initrd-mini
  }
  

• 启动
  • 将磁盘/ U 盘接到目标机器，BIOS 选择该介质启动即可进入最小系统。

五、最小系统必备要点与排错清单

• 内核配置
  • 启用 Initial RAM filesystem and RAM disk (initramfs/initrd) support、RAM block device support，确保能挂载 /dev/ram 并解包 initramfs。
• 初始化与根文件系统
  • initramfs 场景：确保 /linuxrc（或你指定的 init= 程序）存在且可执行；常见为 BusyBox 静态链接，避免动态库缺失。
  • ISO/casper 场景：确认 root=/dev/ram0 与 casper 参数匹配，且 filesystem.squashfs 包含可用的 /sbin/init。
• 常见报错速解
  • Attempted to kill init!：检查 init= 路径与权限，必要时改为 /sbin/init 或 /linuxrc。
  • Kernel panic - not syncing: VFS: Unable to mount root fs：核对 root= 与介质/镜像是否匹配；在 initramfs 中使用 lsblk 确认块设备，必要时扩充 initramfs 工具集。