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构造Linux的图形化安装程序（1）
发表于：2007-07-04来源：作者：点击数：
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主要是向您介绍如何定制系统安装环境，包括生成安装内核，初始Ram盘的生成，最小化安装环境的定制。 自从Caldera推出了第一个 Linux系统 下的图形化安装程序以来，现在的主流Linux发布大多都使用图形化的安装程序进行系统环境的安装，比如RedHat的安装程序an
主要是向您介绍如何定制系统安装环境，包括生成安装内核，初始Ram盘的生成，最小化安装环境的定制。自从Caldera推出了第一个Linux系统下的图形化安装程序以来，现在的主流Linux发布大多都使用图形化的安装程序进行系统环境的安装，比如RedHat的安装程序anaconda，Suse的安装程序yast2， Caldera的安装程序lizard，以及Mandrake的安装程序gi。
这些主流厂商的安装程序都有一个共同的特点，就是它们都是先构造一个完备的最小化的Linux运行环境，定制Linux的启动过程，使得系统内核启动后，加载一个系统装载程序，这个程序将定制好的 Linux运行环境部分或者全部加载进入内存，然后将控制转移到图形化安装程序。最后再由此程序启动的图形环境（XFree86），设置对应的语言环境，启动对应的系统安装过程。
1 主流安装程序简介
Caldera的安装程序lizard是Linux世界的第一个图形化安装程序，它的全部程序使用c++语言编制，图形化的风格是基于kde和qt的。值得一提的是，caldera在定制图形化安装时，修改了内核，实现了内核的图形化启动，同时其安装程序的硬件检测功能很强大，可以检测到部分非即插即用的isa设备，而且还提供了类似html风格的帮助系统。因为安装程序要求精炼的环境，而此时通用的XWindows窗口管理器是无法满足需求的（太大而且占用资源太多），所以caldera中还提供了一个最小化的窗口管理器lwm。在caldera安装系统包的过程中，您还可以玩吃豆子游戏，这也是lizard的一大创意。
Redhat的安装程序 anaconda可能是大家最熟悉的安装程序之一。它的全部程序都是由Python完成。Python是一种面向对象的脚本语言，您可以在http: //www.python.org获得它的相关资料。Redhat使用Python Gtk作为图形界面的开发工具。在您解开anaconda的源码包之后，您会发现一个anaconda的文件，这是程序执行的主文件。它提供了一个最小化的slang库以支持文本方式的安装。Redhat的安装程序最大的特点就是很稳健，支持的驱动程序较多，对硬件的支持很强（这说明Redhat安装内核定制得非常好，而且得到了相当多的厂商支持）。但是Redhat安装程序的功能不是特别强，比如对于reiserfs、lvm不提供支持，不支持中文安装（7.2可能会推出中文版）。也有很多厂商的安装程序是稍微修改了RedHat源码构成的，比如VALinux、中科红旗等。
对于Mandrake的安装程序gi，它的全部程序都是使用Perl编制，您可以从Mandrake的CVS服务器上下载最新的安装程序。Perl是一种功能强大的脚本语言，可以非常方便的处理Linux上的各种配置脚本，它的图形界面使用Perl-GTK编制。Mandrake的安装程序是第一种提供中文安装的主流发布。它的安装程序的特点是新，支持的功能相当多，包括配置复杂的文件系统，支持无线通讯设备，多种打印机支持等等。
Redhat和Mandrake的安装程序都是由脚本构成的，它们虽然速度稍慢，但是其构成的安装程序一般都比较稳定，而且便于移植到其他平台上。Redhat的整个安装环境是保存在一个stage2.img的文件里。您可用命令：
mount -o loop stage2.img /mnt/tmp
将其挂接到指定的目录下，察看Redhat安装程序的结构。Mandrake的安装环境保存在mdkinst的目录下。
2 安装环境的构成
一个图形化的安装环境实际上就是一个最小化的Linux运行环境。一般由如下几部分构成：Linux系统安装内核，Linux系统的初始Ram磁盘，系统运行所需的一些shell命令和程序所必需的系统库，初始化程序，系统运行时必须的外部命令，XFree86子系统，字体集和本地化的环境设置，系统的桌面风格和贴图，键盘映射，设备配置数据库，系统安装程序等部分。
系统内核vmlinuz存在系统的启动映像之中，在系统启动时调入，然后Linux调入初始Ram磁盘，由此Ram磁盘上的程序加载运行安装程序的第一阶段加载程序。这是个可执行程序，它一般执行加载硬盘驱动模块，将磁盘上的整个安装环境调入内存，并作为根分区挂接。
这时就有一个在内存中的最小化的Linux系统了，一段映像程序结束运行，释放自己所占的内存，并将控制转移到真正的系统安装程序。这时系统安装程序开始启动XFree86子系统，设置正确的本地化环境，包括本地化环境变量，字体集，正确的键盘映射等，这时就允许用户进行交互，从而在用户的干预下，完成整个系统的安装过程。
整个安装过程的一般流程：
javascript:window.open(this.src);" style="CURSOR: pointer" onload="return imgzoom(this,550)"> 2.1 定制安装内核
一个好的安装程序内核是和安装程序紧密相关的，它必须是完备的和精简的。完备的内核是指：如果安装程序要对某方面的功能进行支持的话，必须在内核中也提供相应的支持。精简的内核是指：对于安装程序不需要的功能，内核一定不要支持，而且能作为模块存在的，就一定要把它设置为模块。这样定制出来的内核很小，保证了定制的内核以及必须的硬盘驱动模块能放入启动映像中。
例如，对于2.4.3内核一组选项是：（在下面的一组选项中没有注明的选项，可以在定制安装程序的内核时省略）
Loadable module support 可加载模块支持
[*] Enable loadable module support 将可加载模块支持打入内核
[*] Kernel module loader 将内核模块加载器打入内核
Processor type and features 内核支持的处理器类型
(386) Processor family 选择386兼容方式编译内核
(off) High Memory Support 对大于2GB的内存不提供支持
选择386兼容方式是为了保证安装程序具有良好的兼容性，在某种程度上来说，速度的快慢并不是衡量安装程序的指标。一个好的安装程序，应该具有高稳定性和高兼容性。
General setup 一般选项
[*] Networking support 内核级网络支持
[*] PCI support 内核级PCI总线支持
(Any) PCI aclearcase/" target="_blank" >ccess mode PCI硬件的存取方式
[*] EISA support内核级EISA总线支持
[*] Support for hot-pluggable devices 支持热插拔设备
[*] System V IPCSystemV的进程间通讯机制
(ELF) Kernel core (/proc/kcore) format 内核文件格式为ELF
<*> Kernel support for ELF binaries 内核支持ELF格式
对于网络支持和IPC机制的内核支持是必须的，因为Linux上的很多程序，即便它没有进行网络通讯，它也用这些方式进行进程间通讯。对于ELF的内核支持也是必须的，因为安装程序需要使用初始内存映像（initrd），这种方式需要调用程序完成一些初始化的工作，这就要求内核必须能够支持ELF可执行文件格式。其他对于PCI、EISA设备的支持，是提高安装内核硬件兼容性的必要选项。
Parallel port support并行端口支持，要引入并口设备支持时
[*] IEEE 1284 transfer modes IEEE 1284传送模式支持（支持设备自检）
对于并口而言，为了自动检测连接到并口的设备，必须将IEEE 1284传送模式支持打入内核。对于不支持IEEE 1284传送模式的并口设备，系统是无法进行自动检测的。
Plug and Play configuration
在2.4.x内核中，对ISA Plug and Play设备的支持存在一些错误，对于部分设备，将此选项置入内核，设备是无法正常工作的。因此，建议在定制内核时，对此类设备的支持采用内核模块方式。
Block devices 引入对块设备的支持
<*> RAM disk support 核心支持RAM磁盘
(4096) Default RAM disk size
[*] Initial RAM disk (initrd) support
初始RAM磁盘的内核支持。因为安装程序需要设置初始内存镜像以加载设备模块，所以这一选项对于安装程序是必须的。
其他的选项都作为设备模块存在，在需要时可以放入初始内存镜像中。
Multi-device support (RAID and LVM)
[*] Multiple devices driver support (RAID and LVM)
<*>RAID support 将设备模块md.o打入内核
如果将md.o不置入内核，仅为模块方式，raid分区将无法作为根分区启动系统。这主要是因为raid设备需要在启动之初对硬盘进行读写，以决定raid分区的位置，类型等参数。
为了支持软件RAID设备和逻辑卷管理的分区，将上述设备定制为内核模块。为了对上述特殊类型的存储设备进行支持，就需要mkinitrd支持生成正确的初始内存映像，同时为了在正确挂接设备模块之后，系统能正确的安装文件系统并进行检查，也必须提供初始启动脚本的支持（initscript）。
Networking options
<*> Unix domain sockets 支持unix域套接字
[*] TCP/IP networking 内核支持TCP/IP网络
ATA/IDE/MFM/RLL support 对ATA/(E)IDE和ATAPI的低端存储设备提供支持。
<*> ATA/IDE/MFM/RLL support
IDE, ATA and ATAPI Block devices
<*> Enhanced IDE/MFM/RLL disk/cdrom/tape/floppy support
<*> Include IDE/ATA-2 DISK support
<*> Inculde IDE/ATAPI CDROM support
<*> Inculde IDE/ATAPI FLOPPY support
IDE chipset support/bugfixes作为内核支持存在
对常见的IDE设备支持，最好打入内核，这样保证了安装程序可以直接从硬盘、软盘、光驱启动，而无须额外的设置。
SCSI support
支持的SCSI设备全部作为内核模块。这些模块将压缩以后存入初始内存映像，以便在使用SCSI控制器时，系统能够插入正确的设备驱动模块。
Network device support
[*] Network device support
对网络设备包括ARCnet、Appletalk devices、Ethernet、PPP、SLIP、Token Ring等类型的设备提供支持，这些设备的驱动程序都可作为设备模块。
ISDN subsystem
对ISDN设备提供支持，为了减小内核底层的ISDN卡的硬件驱动程序全部作为模块。
Old CD-ROM drivers (not SCSI, not IDE)
[*] Support non-SCSI/IDE/ATAPI CDROM drivers
对于具体的老CDROM设备，它们的驱动程序也以模块的形式存在。
Input core support
打开USB设备的HID支持
Character devices
[*] Virtual terminal
允许您在一个虚拟终端上运行几个虚拟中断，可以使用Alt-<功能键>进行切换
[*]Support for console on virtual terminal
设置一个虚拟终端作为系统控制台
生成serial.o，允许串口鼠标、串口modem以及其他相似的设备连接到标准的串行端口上。
File systems
[*] Microsoft Joliet CDROM extensions
[*] /proc file system support
[*] /dev/pts file system for Unix98 PTYs
<*> Second extended fs support
Network File Systems作为模块
Partition Types
[*] PC BIOS (MSDOS partition tables) support
Native Language Support作为模块
这样的选项使得定制的内核支持/proc，ext2和/dev/pts文件系统，可以使用插入模块的方式支持fat、vfat、ntfs、cdrom、 reiserfs、rom文件系统。支持NFS文件系统，并能支持内核级的自动挂接。同时，在挂接文件系统时提供本地语言支持，缺省值为iso8859- 1。
Console drivers
[*] VGA text console
[*] Video mode selection support
Frame-buffer support
允许Linux的文本模式使用VGA模式或者是帧缓冲方式，支持Frame-buffer对于安装程序是必须的，它使得安装程序能够以fbdev的方式启动XFree86。
Sound
对于声卡的支持，内核可以把各个声卡的设备驱动定制成模块。
USB support
[*] Preliminary USB device filesystem
usb文件系统，必须定制到内核中，这样以后才可以通过/proc文件系统检测安装的usb设备。usb的桥接器(uhci、ohci)和其他不同的设备驱动程序都可以作为内核模块。
2.2 定制内存初始镜像
由于在定制安装程序的内核时，要求内核很小，而另一方面安装程序又要支持尽可能多的硬件设备。为了支持尽可能多的硬件，尤其是特殊的存储设备，我们需要在定制初始的启动镜像时将需要支持的部分，如常见的SCSI控制器和非标准的IDE控制器的驱动程序模块放入其中。这样才能够使内核在尝试使用硬盘或其他存储设备时，其设备驱动程序已经提前加载了。
在内核调入内存之后，如果存在内存初始镜像（initrd），那么控制会转到其上并执行配置脚本linuxrc。内存的初始镜像使引导加载器加载一个RAM盘，此RAM盘可以作为根文件系统挂接并且能在其上运行应用程序。此后，新的根文件系统能从不同的设备上挂接（比如光驱或者硬盘）。在挂接了新的文件系统之后，作为根分区的内存初始镜像将成为目录/initrd或者被卸装。
内存初始镜像（initrd）的使用将使得系统的引导过程分成两个阶段，初始启动的内核只需保留最精简的驱动程序最小集，当启动必须加载附加的驱动模块时再由内存初始镜像加载。比如，您在使用了软件RAID方式管理硬盘并使用RAID 1类型的分区作为系统的根分区之后，就必须创建内存初始镜像。这时的内存初始镜像中包含了设备模块raid1.o以及系统命令insmod，和一个 shell脚本linuxrc，其内容一定包含：
insmod raid1.o
在使用内存初始镜像时，系统引导过程如下：
引导加载程序加载内核和初始化RAM盘。
内核转变内存初始镜像为正常的RAM盘并释放内存初始镜像所用的内存。
内存初始镜像挂接为根分区，此分区允许读/写操作。
执行linuxrc（它可以是任何合法的执行程序，包括shell脚本；该程序以uid为0方式运行，可以完成init所做的每件基本工作）。
在linuxrc终止时，真正的根文件系统被挂接。
若/initrd目录存在，则initrd被移动到此处，否则，initrd被卸载。
在根文件系统上完成正常的引导过程。例如，对于正常的系统而言，执行/sbin/init，这时控制就会转到正常的大家所熟知的启动过程了。而对于安装程序，它只需将控制转到安装过程的第一阶段，由它完成后续的安装环境的加载，设备的进一步初始化等操作。
创建一个初始内存镜像实际上就是创建一个文件，这个文件上包含了一个ext2文件系统，它可以使用回环方式（lo
