构造Linux的图形化安装程序.docx

1、构造Linux的图形化安装程序构造Linux的图形化安装程序（3）本文是构造Linux的图形化安装程序系列文章的第三部分，作者将从基本的分区表结构开始，介绍分区功能的实现和如何支持RAID、LVM这些高级功能。分区功能对于Linux图形化安装程序来说，是一个非常重要的功能。它的基本功能是自动识别硬盘，并在硬盘上创建ext2类型的分区和交换分区。用户将此分区作为根分区，在其上进行Linux系统的安装。对于一个功能较全的安装程序，它还应该具备创建其他类型的分区的能力，包括reiserfs、fat等等，创建软件RAID分区，创建逻辑卷管理分区的能力。以及具有过滤合法安装点，根据选择的分区类型决定最合

2、适挂接点的能力。分区能够动态的删除和修改，分区操作能够恢复到分区操作之前具体内容的状态。这个部分介绍的主要内容包括代码都是基于HappyLinux的安装程序，所有功能全部在HappyLinux3.0的安装程序中实现。您可以在安装盘的/HappyLinux/happyinst/usr/bin/perl-install目录下获得安装程序源码。安装程序分区模块介绍安装程序中与分区功能密切相关的模块包括：diskdrake.pm 图形化的分区处理模块，它是分区功能的主控模块，处理与用户的交互，进行分区操作的合法性检查。 diskdrake.rc 分区操作窗口的资源文件，主要描述不同分区类型的表述。 f

3、s.pm 完成挂接和格式化分区的操作，同时也生成/etc/fstab文件。 fsedit.pm 获得硬盘分区结构，完成添加、删除、修改分区的操作。 lvm.pm 提供创建、修改和获取逻辑卷管理分区的模块。 partition_table.pm 对分区表操作的逻辑副本进行操作的模块，包括分区操作的合法性判断、设置分区对齐、读取主分区和扩展分区、类型判断的函数。 partition_table_dos.pm 对dos类型的分区表进行操作的模块。 partition_table_raw.pm 直接存取硬盘分区表读取/写入分区信息。 raid.pm 对软件raid设备进行处理的模块。 基本分区功能硬盘

4、主分区由240字节的硬盘主引导记录（0000H-00EFH），64字节的硬盘分区表（01BEH-01FDH）以及最后两个字节的自举记录有效标志等三部分组成。主引导记录块的布局：硬盘0柱面0磁头1扇区表 1-1主引导记录代码区第一个分区表第二个分区表第三个分区表第四个分区表主引导记录有效标志55H，AAH硬盘分区各个字段的意义是：表 1-2字节位移长度（字节）字段含义01活动分区指示符。该值为80H，表示可自举分区（仅有一个）；改值为00H，表示不可自举分区。该字节也称为自举标志。11起始磁头号21起始扇区号（低6位）和起始柱面号的高2位31起始柱面号的低8位41分区上的系统标志。 该值为01H

5、，表示采用12位FAT格式的DOS分区。 该值为04H，表示采用16位FAT格式的DOS分区。 该值为07H，表示采用NTFS分区。 该值为0BH，表示采用WIN98的FAT32格式的分区。 该值为0CH，表示采用WIN98的FAT32格式的分区，支持LBA方式。 该值为0FH，表示采用WIN95的扩展分区，支持LBA方式。 该值为82H，表示采用LINUX SWAP格式的分区。 该值为83H，表示采用LINUX EXT2格式的分区。 该值为8EH，表示采用LVM格式的分区。 该值为FDH，表示采用软件RAID格式的分区。 51结束磁头号61结束扇区号（低6位）和结束柱面号的高2位71结束柱面

6、号的低8位84相对扇区号124该分区所用的扇区号硬盘分区是以链接表的形式存在的，在每个硬盘上都存在一个主分区描述块，它可以描述四个分区，每个硬盘最多只存在四个主分区，其他的分区则为扩展分区。每个扩展分区是通过链接字段联结在一起。在Linux系统下，主分区使用的设备别名是从/dev/hda1到/dev/hda4，其后从/dev/hda5开始的分区，都代表扩展分区。读入分区表 #- 以下代码读入整个硬盘分区表形成分区的描述结构。sub read($;$) my ($hd, $clearall) = _; if ($clearall) partition_table_raw:zero_MBR_and

7、_dirty($hd); return 1;#- 读入主分区表，检测这分区表上扩展分区数，如大于1，则出错。my $pt = read_one($hd, 0) or return 0;#- 主分区描述数组存入primary变量中。$hd-primary = $pt;undef $hd-extended;#- 校验主分区，校验包括：分区是否重叠，是否存在未知空洞。verifyPrimary($pt);#- 如果存在扩展分区，则读入扩展分区，这时要检测扩展分区是否重叠，是否存在循环联结。eval $pt-extended and read_extended($hd, $pt-extended) |

8、 return 0; #- 对读出的分区指定其设备号，主分区/dev/hda1（/dev/sda1）到/dev/hda4（/dev/sda4）。assign_device_numbers($hd);#- 除去扩展分区中的空连接。remove_empty_extended($hd);1;将分区操作写入分区表 #- 此操作只是根据用户的操作写分区表，包括写入分区大小分区类型等信息。sub write($) my ($hd) = _; $hd-isDirty or return;#- 设置引导标志for ($hd-primaryraw) (grep $_-local_start = $_-start

9、; $_-active |= 0 $_) or $_-0active = 0x80;#- 校验分区，校验包括：分区是否重叠，是否存在未知空洞。verifyParts($hd);#- 写入分区表$hd-write(0, $hd-primaryraw, $hd-primaryinfo) or die writing of partition table failed;$hd-isDirty = 0;$hd-hasBeenDirty = 1; if ($hd-needKernelReread) sync(); $hd-kernel_read; $hd-needKernelReread = 0;创建文

10、件系统在分区操作结束之后，为了在其上进行安装，还需要在分区上创建文件系统。安装程序是使用系统命令，比如mkdosfs，mke2fs，mkreiserfs来创建文件系统。sub format_ext2($) my ($dev, options) = _; $dev = m,(rd|ida|cciss)/, and push options, qw(-b 4096 -R stride=16); push options, qw(-b 1024 -O none) if arch() = /alpha/; #- 调用mke2fs创建ext2文件系统 run_program:run(mke2fs, op

11、tions, devices:make($dev) or die _(%s formatting of %s failed, ext2, $dev);sub format_dos($) my ($dev, options) = _; #- 调用mkdosfs创建fat文件系统 run_program:run(mkdosfs, options, devices:make($dev) or die _(%s formatting of %s failed, dos, $dev);创建Reiserfs文件系统sub format_reiserfs($) my ($dev, options) = _;

12、#- 调用mkreiserfs创建Reiserfs文件系统 run_program:run(mkreiserfs, -f, options, devices:make($dev) or die _(%s formatting of %s failed, reiserfs, $dev);在使用Reiserfs文件系统作为系统的根分区时，系统在启动的过程中需要加载模块reiserfs.o。RedHat 7.0以下的版本则不支持Reiserfs文件系统，所以很多基于RedHat的发行版本也不支持Reiserfs文件系统。如果您要在这样的系统上加入 reiserfs支持，除了装载Reiserfs对应的

13、rpm包之外，还要在生成初始启动镜像（initrd）时，在linuxrc中加载 Reiserfs模块。这需要在/sbin/mkinitrd文件中加入下列语句：# 对于/etc/fstab中挂接的文件系统，如果它的类型不是ext2，那么必须加载设备模块。fs=$(awk $2 = / print $3 /etc/fstab) -n $fs -a $fs != ext2 & findmodule $fs支持LVM类型的分区一般而言，磁盘分区的大小是固定的，它要求用户在安装系统时对分区空间的使用有大概的了解。在用户用尽了分区上所有的空间时，则要求重新分区或者移走一部分文件。LVM （Logical

14、Volume Management）是逻辑卷管理的缩写。它的出现将物理磁盘分割成一些逻辑单位，来自于不同磁盘的分区能组成一个逻辑卷。此外，在需要时分区能被动态的加入和删除。举例来说，如果你有一个8GB的磁盘，其上有一个2GB的分区/usr，它的空间已经耗尽了。如果您要扩大/usr分区的话，必须首先创建一个更大的分区，然后将/usr的所有内容都拷贝到此分区中，改变/etc/fstab文件，重新启动。但是如果在系统中使用了LVM的话，你只需使用 LVM中的命令，就可以简单的增大/usr。LVM的分区方式对于需要大数据量存储的分区进行管理，可以极大的减轻管理员的负担。而且，在LVM和RAID设备结合

15、使用之后，可以构造出一种灵活而且高效的存储方案。4.1 LVM的基本概念后面在建立LVM类型的分区时，会用到一些术语，下面先对这些术语进行介绍。物理卷（PV） 物理卷仅仅是进行了LVM初始化的物理分区，以使得LVM管理程序能识别这个分区。 物理范围（PE） 物理范围是一些大数据块，通常有几兆字节。 卷组（VG） 一个VG可由多个PE组成。一个VG可由几个分区组成，它包含的PE由这些分区提供。在某种意义上说，我们可以认为VG就是一个硬盘设备。 逻辑卷（LV） 逻辑卷是最终用户访问的部分，它用于存储数据。在某种意义上说，我们可以认为LV就是一个逻辑分区。其上可以创建任何类型的分区，包括EXT2，R

16、eiserFS，NTFS等等。在访问时，它和正常的磁盘分区一样。 逻辑范围（LE） 每个逻辑卷被分割成为数据块。 为了使LVM在系统中能够正常工作，那么在定制内核的时候，要将LVM支持作为模块形式定制。然后，为了创建和管理LVM逻辑分区，您还需要安装 LVM包。 步骤如下： 使用fdisk命令设置分区/dev/hda3和/dev/hdc3类型为0x8e。 创建物理卷。 pvcreate /dev/hda3 pvcreate /dev/hdc3 创建新卷组newvg，它包含/dev/hda3和/dev/hdc3分区，卷组的大小是两个分区容量的总和。在成功创建此卷组之后会在/dev目录下形成目录/

17、dev/newvg，在其后生成的逻辑卷设备文件都保存在此目录下。 vgcreate newvg /dev/hda3 vgcreate newvg /dev/hdc3 创建新的逻辑卷 lvcreate -L1500 -nnewlv newvg 创建一个1500MB线性逻辑卷，同时这条命令也创建逻辑卷对应的块设备文件/dev/newvg/newlv。 lvcreate -i2 -I4 -l1500 -notherlv newvg 以交错块（stripe）为2，块大小为4 KB创建另一个逻辑卷，对应的设备别名是/dev/newvg/otherlv。 创建文件系统 mke2fs /dev/newvg/

18、newlv 在设备/dev/newvg/newlv上创建ext2文件系统，除了ext2文件系统之外，您还可以创建Reiserfs等多种文件系统。 激活lvm逻辑卷 vgchange -a y 在使用卷组之前，控制卷组对内核的可见性。这条命令激活系统中所有已知的卷组。在删除一个卷组之前，最好先使用vgchange -a n禁用卷组。 读入LVM分区信息 sub get_lvs my ($lvm) = _;my fstabs;my $start = 0; fstabs = ();$lvm-primarynormal = ();undef $lvm-primarynormal;#- 使用vgdisp

19、lay -v -D lvmname获得所有卷组。foreach (map /LV Names+(S+)/ ? $1 : () vgdisplay -v -D $lvm-LVMname) #- 使用lvdisplay -D -c lv获得逻辑卷的信息。 my lvinfo = split(:, lvdisplay -D -c $_); my $size = $lvinfo6; my $type = -e $_ & fsedit:typeOfPart($_); my %fstab; $fstabdevice = $_; $fstabtype = $type | 0x83; $fstabsize =

20、 $size; $fstabisFormatted = $type; $fstabnumber = $lvinfo4; $fstabstart = $start; $fstablvm = $_; $start += $size; push fstabs, %fstab;$lvm-primarynormal = fstabs;将LVM分区操作写入磁盘 #- 对已经删除的lvm分区，则除去其上的逻辑卷，然后将其除去。#- 若只有部分逻辑卷被除去，则删除这部分逻辑卷foreach my $lv ($o-lvms) if ($lv-isRemove) #- 除去所有的逻辑卷 foreach (fsed

21、it:get_fstab($lv) lvm:lv_delete($_); #- 清空主分区描述结构 splice $lv-primarynormal, 0; #- 清除卷组 lvm:vg_destroy($lv); else foreach (fsedit:get_fstab($lv) lvm:lv_delete($_) if ($_-isRemove); foreach my $lv (lvm) #- 对现在存在的lvm分区，如果是新创建的，则创建新的卷组#- 否则，找出新添加的卷组，并将其加入已存在的卷组中 if ($lv-isCreate) lvm:vg_add($_) foreach

22、($lv-disks); else lvm:vg_add($_) foreach (grep $_-isNewPV $lv-disks); #- 对于卷组上存在的逻辑卷，如果是新创建的，则调用lv_create创建。 my fstab = get_all_fstab($lv); foreach (fstab) lvm:lv_create($lv, $_) if ($_-isCreate); #- 重新创建卷组的主分区结构，设置安装点和格式化标志 lvm:get_lvs($lv); foreach my $f (fsedit:get_fstab($lv) foreach (fstab) if (

23、$_-type & $f-device eq $_-device) $f-mntpoint = $_-mntpoint; $f-toFormat = $_-toFormat; #- 生成/etc/lvmtab描述文件，同时激活卷组 if (lvm) run_program:run(vgscan) if !-e /etc/lvmtab; run_program:run(vgchange, -a, y); 为了在系统启动时能够加载lvm-mod.o模块，扫描物理卷，生成正确的描述文件/etc/lvmtab，同时激活LVM分区，又由于基于RedHat 的发布缺省情况下是不支持LVM的分区方式，您还需

24、要修改初始启动脚本文件/etc/rc.d/rc.sysinit文件，在其中加入如下语句：# 创建/etc/lvmtab文件if -x /sbin/vgscan ; then /sbin/vgscan /dev/null 2&1 fi # 激活lvm分区，如果不进行激活操作，lvm分区无法正常工作 if -x /sbin/vgchange -a -f /etc/lvmtab ; then action Setting up LVM: /sbin/vgchange -a y fi支持软Raid分区软件Raid分区支持是指Linux系统不借助任何硬件支持，在普通ide或scsi硬盘上实现Raid功能

25、。这首先需要内核的支持，其次还需要安装raidtools包。5.1 Raid设备概念Linear模式 两个或者多个磁盘被组合成一个物理设备，这些磁盘是叠加使用的。也就是说，RAID设备会先装满第一个磁盘，然后第二个磁盘，以此类推。每个磁盘的大小不必相同。使用此模式Raid设备不提供冗余信息。如果一个磁盘崩溃了，你将会丢失所有的数据。对于单个读写操作，读写性能都没有任何提升，但是当多个用户共享RAID设备时，如果用户访问的文件在不同的磁盘上，那可能会使访问性能更高。RAID-0模式 这种模式也被称为交错（Stripe）模式。RAID0要求磁盘（分区）具有近似的大小。它的所有磁盘读/写操作时并行完

26、成的。如果其中一个分区比另外一个分区大得多，那么在使用这些空间时，并行操作无法完成，导致性能下降。这种模式也不存在数据冗余。如果一个磁盘损坏，将导致所有数据丢失。但是，在此种模式下，因为并行存取读写性能会提升。这是使用RAID0的主要原因。RAID-1模式 此种模式具有数据冗余性。RAID-1缺省时，使用两块磁盘，同时也可以指定多块备用盘。这个模式下的两个硬盘互为镜像。这就要求这两个磁盘的大小一致，否则RAID设备的大小等于最小的磁盘。在任何一个磁盘崩溃之后，数据都会保持完整并可立即进行重建。在此种方式下，读性能会得到很大的提升，但是写磁盘的性能保持不变或者有所下降。RAID-4模式 这种模式

27、不是经常使用，用于三个或者多个磁盘上。这种模式采用数据块存储方式，将校验数据单独存在一个磁盘上，写数据到其他磁盘时采用和RAID-0相似的方式。因为一个磁盘用于奇偶校验，所以RAID阵列的大小为(N-1)*S（S为阵列中最小的磁盘尺寸）。在一个磁盘失效之后，奇偶信息会用于重构所有数据。但如果有两个磁盘崩溃，所有数据将会丢失。但是奇偶信息保存在一个磁盘上，每次数据更新都会访问这张磁盘，因此这张磁盘会成为瓶颈。RAID-5模式 在需要组合大量的物理磁盘时，这是最有用的RAID方式。它也用在三个或者多个磁盘上，RAID阵列的大小为(N-1)*S。此种模式采用数据块存储方式，将校验数据分布保存在各个磁

28、盘上，避免了RAID-4的瓶颈问题。如果一块磁盘崩溃，在存在备用盘的情况下，重构立即开始。但是如果有两个磁盘崩溃，所有数据将会丢失。在此种方式下读写的性能都将有所提升。5.2 Raid设备安装在Linux系统下为了安装RAID设备，必须首先安装raidtools工具，创建/etc/raidtab文件，描述创建的RAID阵列的类别。然后使用mkraid命令创建RAID分区。mkraid /dev/md0 这条命令初始化RAID阵列，写永久超级块并且启动阵列。然后察看/proc/mdstat，应该见到阵列正在运行。最后，可以创建文件系统，并在fstab中挂接它。 下面是配置不同RAID模式时，ra

29、idtab文件的内容：线性模式 raiddev /dev/md0raid-level linearnr-raid-disks 2chunk-size 32persistent-superblock 1device /dev/hdb6raid-disk 0device /dev/hdc5raid-disk 1RAID-0模式 raiddev /dev/md0raid-level 0nr-raid-disks 2persistent-superblock 1chunk-size 4device /dev/hdb6raid-disk 0device /dev/hdc5raid-disk 1RAID-1 raiddev /dev/md0raid-level 1nr-raid-disks 2nr-spare-disks 0chunk-size 4persistent-superblock 1device /dev/hdb6raid-disk 0device /dev/hdc5raid-disk 1若有备用盘，可以增加它们到设备规范的尾部，例如： device /dev/hdd5 spare-disk 0 spare-disk的设定值应该与nr