Содержание

Создание ISO-образа с LiveCD на основе LFS

Создание собственного загрузочного ISO-образа на основе Linux From Scratch представляет собой комплексный, но структурированный процесс, требующий понимания компонентов LiveCD и принципов их взаимодействия. В этом руководстве я подробно опишу все шаги создания ISO-образа с полностью функциональной LiveCD-системой, включающей настроенную корневую файловую систему (rootfs). Процесс, описанный ниже, поможет вам преобразовать вашу LFS-систему в загрузочный ISO-образ, который можно использовать для тестирования или дальнейшего распространения.

Понимание структуры LiveCD на основе LFS

LiveCD на основе Linux From Scratch состоит из нескольких ключевых компонентов, понимание которых необходимо для успешного создания образа. Файловая система ISO9660, используемая в LiveCD, содержит загрузчик, ядро Linux, образ initramfs и сжатую корневую файловую систему (root.ext2). В отличие от стандартной установки, где система работает непосредственно с жесткого диска, LiveCD загружает корневую файловую систему в оперативную память, что позволяет запустить операционную систему без установки на жесткий диск.

Согласно документации по ремастерингу LFS LiveCD, файловая система использует специальное расширение ISO9660 с прозрачной компрессией, специфичной для Linux. На этой файловой системе располагаются директория boot/ с ядром, образом initramfs и загрузчиком, а также файл root.ext2, содержащий фактическую корневую файловую систему. Понимание этой структуры критически важно для создания работоспособного ISO-образа.

Подготовка окружения для создания ISO

Прежде чем приступить к созданию ISO-образа, необходимо подготовить рабочее окружение и установить необходимые инструменты. Вам потребуется функционирующая Linux-система с достаточным количеством свободного дискового пространства и набором специальных утилит для работы с файловыми системами и созданием ISO-образов.

Для начала вам понадобятся следующие пакеты и инструменты: cdrtools (или его более современный эквивалент) для создания ISO-образов, zisofs-tools для работы со сжатыми файловыми системами, mkisofs для формирования структуры ISO, и базовый набор утилит командной строки Linux. Если вы используете современный дистрибутив Linux, большинство этих инструментов может быть уже установлено или доступно через менеджер пакетов.

После установки необходимых инструментов создайте рабочую директорию, в которой будут храниться временные файлы и окончательный ISO-образ. Например: 

export WORK=/mnt/lfslivecd
mkdir -p $WORK

Эта переменная окружения $WORK будет использоваться во всем руководстве как ссылка на вашу рабочую директорию. Убедитесь, что у этой директории достаточно свободного места для хранения всех необходимых файлов, включая корневую файловую систему, которая может занимать несколько гигабайт.

Создание и настройка корневой файловой системы (rootfs)

Корневая файловая система является сердцем вашего LiveCD, содержащим все необходимые программы, библиотеки и конфигурационные файлы. Существует несколько способов создания rootfs, включая использование существующего LFS LiveCD в качестве основы или создание системы с нуля.

Метод 1: Модификация существующего LFS LiveCD Если у вас есть доступ к LFS LiveCD, вы можете использовать его в качестве отправной точки. Сначала смонтируйте CD и скопируйте файл root.ext2 в вашу рабочую директорию: 

mount /media/cdrom
cp /media/cdrom/root.ext2 $WORK/root.ext2

Обратите внимание на размер файла root.ext2. Если его размер примерно 1.5 ГБ, это означает, что ядро автоматически распаковывает CD. В этом случае можно просто скопировать файл. Если его размер около 500 МБ, вам может потребоваться перекомпилировать ядро с поддержкой ZISOFS или использовать специальные инструменты для распаковки.

После копирования монтируем файловую систему, чтобы получить доступ к её содержимому: 

mkdir -p $WORK/root
mount -o loop $WORK/root.ext2 $WORK/root

Метод 2: Создание rootfs с нуля Альтернативно, вы можете создать rootfs с нуля, используя методику, аналогичную процессу установки LFS. Этот метод дает вам наибольший контроль над содержимым вашей системы. Вам потребуется выделить место для файловой системы, отформатировать его и установить все необходимые пакеты: 

dd if=/dev/zero of=$WORK/root.ext2 bs=1M count=2048  # Создаем файл размером 2GB
mkfs.ext2 $WORK/root.ext2  # Форматируем в ext2
mkdir -p $WORK/root
mount -o loop $WORK/root.ext2 $WORK/root

Теперь вы можете использовать методику установки пакетов, описанную в книге LFS, для создания базовой системы внутри $WORK/root. Это включает установку основных утилит, библиотек и системных компонентов.

Настройка системы После того как у вас есть базовая файловая система, вы можете настроить её под свои нужды. Для этого выполните chroot в вашу новую систему: 

dd if=/dev/zero of=$WORK/root.ext2 bs=1M count=2048  # Создаем файл размером 2GB
mkfs.ext2 $WORK/root.ext2  # Форматируем в ext2
mkdir -p $WORK/root
mount -o loop $WORK/root.ext2 $WORK/root

Теперь вы можете использовать методику установки пакетов, описанную в книге LFS, для создания базовой системы внутри $WORK/root. Это включает установку основных утилит, библиотек и системных компонентов.

Настройка системы После того как у вас есть базовая файловая система, вы можете настроить её под свои нужды. Для этого выполните chroot в вашу новую систему: 

cp /etc/resolv.conf $WORK/root/etc/resolv.conf  # Копируем DNS-конфигурацию
chroot $WORK/root

Внутри chroot-окружения вы можете установить дополнительные пакеты, настроить системные файлы и внести любые другие изменения, которые должны присутствовать в вашем LiveCD. Например, вы можете установить графический интерфейс, дополнительные утилиты или настроить автозапуск программ. 

cd /build  # Перейдите в директорию, где вы хотите собирать пакеты
# Установите необходимые пакеты и настройте систему

Помните, что для LiveCD важно правильно настроить автоматическое обнаружение оборудования и загрузку соответствующих модулей ядра, поскольку система будет запускаться на различных конфигурациях оборудования.

Создание и настройка initramfs

Initramfs — это временная файловая система, используемая при загрузке Linux для подготовки к монтированию основной корневой файловой системы. Для LiveCD качественный initramfs особенно важен, так как он отвечает за обнаружение и загрузку корневой файловой системы с носителя LiveCD.

Для создания initramfs для LFS LiveCD вы можете использовать исходный код от проекта LFS: 

cd $WORK/root/build  # Или любая другая подходящая директория внутри chroot
svn co svn://svn.linuxfromscratch.org/livecd/trunk/packages/initramfs
cd initramfs

Отредактируйте Makefile, удалив строки «include $(ROOT)/scripts/functions» и «cp initramfs_data.cpio.gz /boot/isolinux/initramfs_data.cpio.gz», затем сгенерируйте образ initramfs: 

# Для архитектуры x86:
make compile-stage2 VERSION="x86-6.3-custom" LINKER=ld-linux.so.2
 
# Для архитектуры x86_64:
make compile-stage2 VERSION="x86_64-6.3-custom" LINKER=ld-linux-x86-64.so.2 64bit=true

Этот процесс создаст файл initramfs_data.cpio.gz в текущей директории. Скопируйте его в директорию /build внутри chroot-окружения для дальнейшего использования.

Если у вас нет доступа к репозиторию SVN проекта LFS, вы можете использовать альтернативные методы создания initramfs, такие как программы dracut или mkinitramfs, которые доступны во многих дистрибутивах Linux. Однако в этом случае вам потребуется убедиться, что initramfs правильно настроен для загрузки корневой файловой системы с LiveCD.

Подготовка загрузочной структуры

После настройки корневой файловой системы и создания initramfs необходимо подготовить структуру загрузочного ISO. Эта структура включает загрузчик (обычно ISOLINUX или GRUB), ядро Linux и файлы конфигурации загрузчика.

Сначала создайте директорию для ISO-образа и скопируйте структуру директорий с оригинального LiveCD, если он у вас есть: 

mkdir $WORK/iso
cp -r /media/cdrom/*/ $WORK/iso

Если у вас нет оригинального LiveCD, вам нужно будет создать эту структуру самостоятельно: 

mkdir -p $WORK/iso/boot/isolinux

Теперь скопируйте созданный ранее образ initramfs: 

cp $WORK/root/build/initramfs_data.cpio.gz $WORK/iso/boot/isolinux/initramfs_data.cpio.gz

Подготовьте ядро Linux. Вы можете использовать ядро из вашей LFS-системы или скомпилировать новое с поддержкой необходимых вам функций: 

cp $WORK/root/boot/vmlinuz $WORK/iso/boot/isolinux/linux

Настройте загрузчик ISOLINUX. Создайте файл конфигурации isolinux.cfg: 

cat > $WORK/iso/boot/isolinux/isolinux.cfg << "EOF"
DEFAULT linux
LABEL linux
  SAY Booting Custom LFS LiveCD...
  KERNEL linux
  APPEND initrd=initramfs_data.cpio.gz root=iso:/dev/sr0:/root.ext2 rootdelay=10
EOF

Скопируйте файлы ISOLINUX из вашей системы в директорию ISO: 

cp /usr/lib/syslinux/isolinux.bin $WORK/iso/boot/isolinux/

Если вы планируете использовать GRUB вместо ISOLINUX, процесс будет немного отличаться. В этом случае вам нужно будет создать образ GRUB и соответствующий файл конфигурации. Для тех, кто хочет создать загрузочную USB-флешку, можно использовать GRUB4DOS, как описано в поисковом результате.

Создание финального ISO-образа

После настройки корневой файловой системы, initramfs и загрузочной структуры можно приступать к созданию окончательного ISO-образа.

Сначала сжимаем корневую файловую систему и помещаем её в структуру ISO: 

umount $WORK/root  # Размонтируем, если она еще примонтирована
mkzftree -F $WORK/root.ext2 $WORK/iso/root.ext2

Теперь создаем ISO-образ с помощью mkisofs: 

cd $WORK/iso
mkisofs -z -R -l --allow-leading-dots -D -o ../lfs-custom.iso -b boot/isolinux/isolinux.bin -c boot/boot.cat -no-emul-boot -boot-load-size 4 -boot-info-table -V "LFS-Custom" ./

Этот процесс создаст ISO-образ в директории $WORK с именем lfs-custom.iso. Параметры, используемые с mkisofs, имеют следующее значение:

Если у вас установлен новый пакет xorriso вместо устаревшего mkisofs, команда может немного отличаться: 

xorriso -as mkisofs -z -R -l --allow-leading-dots -D -o ../lfs-custom.iso -b boot/isolinux/isolinux.bin -c boot/boot.cat -no-emul-boot -boot-load-size 4 -boot-info-table -V "LFS-Custom" ./

Тестирование ISO-образа и устранение проблем

После создания ISO-образа очень важно протестировать его перед распространением. Тестирование можно провести несколькими способами: 

qemu-system-x86_64 -cdrom $WORK/lfs-custom.iso -m 2G
dd if=$WORK/lfs-custom.iso of=/dev/sdX bs=8M status=progress

Замените /dev/sdX на правильное устройство вашей флешки (будьте осторожны, чтобы не перезаписать важные данные).

При тестировании обратите внимание на следующие аспекты:

Если во время тестирования возникают проблемы, наиболее распространенными являются:

  1. Проблемы с загрузчиком: Проверьте файлы конфигурации загрузчика и убедитесь, что пути к ядру и initramfs указаны правильно.
  2. Проблемы монтирования корневой файловой системы: Убедитесь, что initramfs правильно настроен для поиска и монтирования корневой файловой системы. Часто это связано с неправильными параметрами ядра или настройками initramfs.
  3. Проблемы определения оборудования: Убедитесь, что в ядро включены все необходимые драйверы или модули для поддержки широкого спектра оборудования.
  4. Проблемы с пакетами или зависимостями: Проверьте, что все необходимые библиотеки и зависимости включены в корневую файловую систему.

Заключение и продвинутые советы

Создание собственного ISO-образа с LiveCD на основе Linux From Scratch — это сложный, но очень полезный опыт, который дает глубокое понимание работы Linux-системы. Созданный вами ISO-образ можно использовать для различных целей: от тестирования нового программного обеспечения до создания специализированных систем для конкретных задач.

Для дальнейшего совершенствования вашего LiveCD рассмотрите следующие продвинутые техники:

  1. Оптимизация размера: Используйте более эффективные методы сжатия и удалите ненужные пакеты для уменьшения размера ISO.
  2. Автоматизация процесса: Создайте скрипты для автоматизации всего процесса создания ISO, что упростит обновление и поддержку вашего дистрибутива.
  3. Добавление функций персистентности: Реализуйте возможность сохранения изменений между перезагрузками при использовании LiveCD с USB-флешки.
  4. Криптография и безопасность: Реализуйте шифрование данных и другие функции безопасности для защиты конфиденциальной информации.
  5. Кастомизация брендинга: Добавьте собственный бренд, включая логотипы, темы оформления и заставки для создания уникального пользовательского опыта.

Помните, что создание качественного LiveCD требует времени и терпения. Экспериментируйте, учитесь на ошибках и постепенно совершенствуйте свой дистрибутив. По мере накопления опыта вы сможете создавать все более сложные и функциональные системы на основе Linux From Scratch.

Дополнения и Файлы

Ссылка на оригинальную статью