Alpin Boot

启动顺序
- POST - 硬件自检
- BIOS
- mbr/gpt
- syslinux/grub - loader
  - sh
- initramfs-init
  - /bin/busybox switch_root $sysroot $chart_init "$KOPT_init" $KOPT_init_args
- /sbin/init
  - busybox init
    - /etc/inittab
- /sbin/openrc - /etc/init.d
  - sysinit
    - devfs dmesg hwdrivers mdev
  - boot
    - bootmisc hostname hwclock loadkmap modules swap sysctl syslog
  - default

syslinux

/etc/update-extlinux.conf

# 覆盖 - 否则写入到 /boot/extlinux.conf.new
overwrite=1
# vesamenu.c32 - serial 不支持
vesa_menu=0

# 默认内核参数
# 例如 cryptroot=UUID=5f68e5dc-3e88-4fa4-ad0b-4f47a0190000 cryptdm=cryptroot
default_kernel_opts="nomodeset quiet rootfstype=ext4"
# 在切换 root 前加载的模块
modules=sd-mod,usb-storage,ext4
# roofs - 默认 blkid -o export /dev/root
root=UUID=58364fae-49ec-0000-0000-16698934f7e2

# 默认内核
default=lts

verbose=0

# 隐藏启动菜单
hidden=1
# 启动等待时间
timeout=3


# 串口号 - 没有则禁用
serial_port=
# serial_baud
# the baudrate for the serial port. Will use 115200 if unset
serial_baud=115200

# xen_opts
# options to hand to xen hypervisor, useful ones are:
#    dom0_mem=256M (give domain-0 environment 256M ram)
xen_opts=dom0_mem=256M

# 复制 /usr/share/syslinux/reboot.c32 到 /boot/ 会生成 reboot 菜单

# 从 /usr/share/syslinux/ 复制 hdt.c32, libgpl.c32, 和 libmenu.c32
# 到 /boot/, 会生成 HDT 菜单

# 安装 /boot/memtest, 且启用了 HDT，则会使用，否则会生成额外的 memtest 菜单

# 密码 - 例如使用 mkpasswd 生成 SHA512 密码
# 设置了密码记得修改该文件权限 600
#
# 设置了密码菜单不能编辑，HDT受密码保护
# 也可以在 /etc/update-extlinux.d/ 配置 "MENU PASSWD"
password=''

mkinitfs

默认特性
- v3.13 - ata base cdrom ext4 keymap kms mmc nvme raid scsi usb virtio
- v3.12 - ata base ide scsi usb virtio ext4
alpinelinux/mkinitfs
- mkinitfs -L - 特性 features.d
- /etc/mkinitfs/mkinitfs.conf - 配置
features
- cryptsetup
  - LUKS
  - apk add cryptsetup
  - append cryptroot=UUID=<UUID>
基础文件
- /usr/share/mkinitfs
- /etc/mkinitfs/features.d
mkinitfs
- source 配置文件

# 所有特性
mkinitfs -L

# 自定义特性
apk --root /mnt add dmidecode
chroot /mnt which dmidecode > /mnt/etc/mkinitfs/features.d/dmidecode.files

# 新增特性
# 常见默认值
# features="ata base ide scsi usb virtio ext4"
sed -i -r "s/^(features)=\"([^\"]*)\"/\1=\"\2 dmidecode\"/" /mnt/etc/mkinitfs/mkinitfs.conf

# 查看除内核之外的文件列表
mkinitfs -l -n -c /mnt/etc/mkinitfs/mkinitfs.conf -b /mnt/ $(ls /mnt/lib/modules/)

# chroot 安装
mkinitfs -c /mnt/etc/mkinitfs/mkinitfs.conf -b /mnt/ $(ls /mnt/lib/modules/)

# 不设置 -P 默认使用当前主机的 features.d
# 不设置 -i 默认使用当前主机的 initramfs-init
mkinitfs -P /mnt/etc/mkinitfs/features.d -c /mnt/etc/mkinitfs/mkinitfs.conf -i /mnt/usr/share/mkinitfs/initramfs-init -b /mnt/ $(ls /mnt/lib/modules/)

# zstd -19
# features="ata base ide scsi usb virtio ext4"
# gzip 13M -> 10M - 78%
#
# features="ata base cdrom ext4 keymap kms mmc nvme raid scsi usb virtio"
# gzip 39M -> 23M - 59%
apk add zstd
mkinitfs -C zstd -o /tmp/initramfs-zstd

usage: mkinitfs [-hkKLln] [-b basedir] [-c configfile] [-F features] [-f fstab]
                [-C initramfs compression] [-i initfile] [-o outfile]
                [-P featuresdir] [-t tempdir] [kernelversion]
options:
  -b  prefix files and kernel modules with basedir
  -c  use configfile instead of /etc/mkinitfs/mkinitfs.conf
  -C  initramfs compression (gzip|xz defaults to gzip)
  -f  use fstab instead of /usr/share/mkinitfs/fstab
  -F  use specified features
  -h  print this help
  -i  use initfile as init instead of /usr/share/mkinitfs/initramfs-init
  -k  keep tempdir
  -K  copy also host keys to initramfs
  -l  only list files that would have been used
  -L  list available features
  -n  don't include kernel modules or firmware
  -o  set another outfile
  -P  prepend features.d search path
  -q  Quiet mode
  -s  Include modloop signature
  -t  use tempdir when creating initramfs image

features

features.d

feature	pkgs	desc
9p		virtio-fs-9p 虚拟化直接映射目录
ata
base		busybox,sh,mdev,apk,modprobe.d,mdev.conf,nlplug-findfs
bootchart		bootchart集成
btrfs	btrfs-progs	/sbin/btrfs
cdrom		driver/cdrom, isofs
cramfs
cryptkey		/crypto_keyfile.bin
cryptsetup	cryptsetup	modprobe dm-crypt
dasd_mod
dhcp		`/usr/share/udhcpc/default.script` af_packet
ena
ext2
ext3
ext4
f2fs
floppy
gfs2		Global File System 2
https	ssl_client	`/usr/bin/ssl_client`
jfs
keymap
kms		agp,gpu,i2c,video,fbdev,vc4
lvm
mmc
nbd
network
nvme		加载 nvme 驱动 - 例如使用了 M.2 启动
ocfs2
qeth
raid
reiserfs
scsi
squashfs
ubifs
usb		drivers/usb,drivers/hid,fat,nls
virtio
xenpci
xfs	xfsprogs	`/sbin/xfs_repair`
zfcp
zfs	zfs

fs
- fat
- isofs
- btrfs
- cramfs
- ext2,ext3,ext4
- zfs
- gfs2 - Global File System 2
  - 分布式文件系统
- f2fs
- jfs - Journaled File System
  - Linux 2.4.18+
  - 使用较少, 性能弱于 ext4, 支持大小写无关
- reiserfs
- squashfs
- nlsfs - New Implementation of a Log-structured File System
  - Linux 2.6.30+
- xfs
虚拟化
- virtio, 9p
- kms
存储驱动
- cdrom
- cryptsetup
- lvm
- floppy
- mmc
- nbd
- nvme
- raid
- usb
网络
- dhcp
- https
- network
版本特性
- v3.13 ata base cdrom ext4 keymap kms mmc nvme raid scsi usb virtio
- v3.12 ata base ide scsi usb virtio ext4

initramfs

/usr/share/mkinitfs/initramfs-init
initramfs-init
- 核心启动逻辑
- 启动完成后进行 switch root /bin/busybox switch_root $sysroot $chart_init "$KOPT_init" $KOPT_init_args
- 启动方式
  - 有 root
    - 挂载
    - switch_root
  - 无 root
    - apkvol - 尝试构建 root
      - 本地或远程
    - 无盘模式

opt	default	desc
BOOTIF
autodetect_serial
alpine_dev
alpine_repo	`auto`	`http://...`
alpine_start
apkovl		`/tmp/apkovls`
autodetect
autoraid
blacklist		`/etc/modprobe.d/boot-opt-blacklist.conf`
chart	no	`bootchart` logging
cryptdiscards	no	`nlplug-findfs -D` - allow discards on crypto device
cryptdm		`nlplug-findfs -m` - use CRYPTNAME name for crypto device mapping
cryptheader
cryptkey		`nlplug-findfs -k ${cryptkey:-/crypto_keyfile.bin}`
cryptoffset		`nlplug-findfs -o` - cryptsetup payload offset
cryptroot		`nlplug-findfs -c` - run cryptsetup luksOpen when CRYPTDEVICE is found
dasd		modprobe `dasd_mod dasd_eckd_mod dasd_fba_mod` `/sys/bus/ccw/devices/${dash}/online`
debug_init	no	`set -x`
dma
init	`/sbin/init`
init_args
ip
keep_apk_new
modules		`${rootfstype} loop squashfs`
nbd
overlaytmpfs	no	mount root ro, tmpfs root rw,
ovl_dev		apkvol - diskless, `/boot/ovl_dev/cache`
pkgs
quiet	no	`dmesg -n 1`
resume		`/sys/power/resume`
root
root_size		tmpfs sysroot,使用 rootflags `,size=`
rootflags		`ro`
rootfstype		`ext4`, `zfs`, `btrfs`
s390x_net		modprobe `qeth qeth_l2 qeth_l3`
single,s,1		SINGLEMODE 有 root，直接进入 sh，不挂载无 root，可能启动网络和挂载设备后进入 sh
splash	yes	无 root 时, 默认使用 `/media//fbsplash.ppm`,`/media//fbsplash$num.ppm`
ssh_key
usbdelay		`nlplug-findfs -t` delay, second

apkvol
- http://xyz/{MAC}/xyz/{UUID}/$(cat /sys/class/dmi/id/product_uuid)

inittab

debian inittab.5

<id>:<runlevels>:<action>:<process>

busybox 没有 runlevels

id - 命令终端
action - 运行条件
program - 程序

action	desc
respawn	自动重启，例如 getty
wait	runlevel 进入 init 后等待该进程完成
once	runlevel 进入后执行一次
boot	忽略 runlevel，boot 时执行
bootwait	忽略 runlevel，boot 时执行，等待 init 完成
off	不做任何事
ondemand	按需的 runlevel，调用到 runlevel 时执行，a、b、c runlevel
initdefault	boot 后进入的默认 init，不存在则询问 runlevel，忽略 process
sysinit	boot 后进入程序，在 boot 和 botwait 之前执行，忽略 runlevel
powerwait	关闭电源时执行，一般用于 USP 通信
powerfail	类似于 powerwait，但不等待完成
powerokwait	init 被告知电源恢复时执行
powerfailnow	告知 init 外部 UPS 没电了
ctrlaltdel	SIGINT 信号，`CTRL-ALT-DEL`，用于重启和关机场景
kbrequest	init 处理快捷键组合，需要映射 KeyboardSignal，使用 keymaps 文件

默认 AlpineLinux inittab 配置

/etc/inittab

::sysinit:/sbin/openrc sysinit
::sysinit:/sbin/openrc boot
::wait:/sbin/openrc default

# Set up a couple of getty's
tty1::respawn:/sbin/getty 38400 tty1
tty2::respawn:/sbin/getty 38400 tty2
tty3::respawn:/sbin/getty 38400 tty3
tty4::respawn:/sbin/getty 38400 tty4
tty5::respawn:/sbin/getty 38400 tty5
tty6::respawn:/sbin/getty 38400 tty6

# Put a getty on the serial port
#ttyS0::respawn:/sbin/getty -L ttyS0 115200 vt100

# Stuff to do for the 3-finger salute
::ctrlaltdel:/sbin/reboot

# Stuff to do before rebooting
::shutdown:/sbin/openrc shutdown

grub

/etc/default/grub

GRUB_TIMEOUT=2
GRUB_DISABLE_SUBMENU=y
GRUB_DISABLE_RECOVERY=true
GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT="modules=sd-mod,usb-storage,ext4 quiet rootfstype=ext4"

apkvol

alpine lbu
Initramfs-init does not respect apkovl device fstab entry https://gitlab.alpinelinux.org/alpine/mkinitfs/-/issues/5
Diskless APKOVL loading dosn't work on btrfs and xfs filesystems, or nvme-based devices https://gitlab.alpinelinux.org/alpine/aports/-/issues/11589

FAQ

diskless vs data vs sys

diskless
- 整个 rootfs / 为 tmpfs
  - 系统运行在 tmpfs
  - 不安装任何东西到硬盘上 - 无盘模式=无磁盘
- 从外部媒体启动 - iso、usb
- 推荐存储本地 pkg 缓存 - 启动时不需要网络
- lbu 包含数据 /var
  - 一般的 lbu 只存储 /etc
- init 参数 ovl_dev
data
- 分离系统和数据
- 数据存储在硬盘上 - /var 分区
sys - 桌面、虚拟机、服务器
- 传统安装方式
- 安装启动分区 - /boot 分区
- 安装 rootfs 分区 - /
- swap 可选
crypt, cryptsys
- luks -> sys,data
lvm, lvmsys, lvmdata
- 使用 LVM 分区

syslinux​

/etc/update-extlinux.conf​

mkinitfs​

features​

initramfs​

inittab​

grub​

apkvol​

FAQ

diskless vs data vs sys​

syslinux

/etc/update-extlinux.conf

mkinitfs

features

initramfs

inittab

grub

apkvol

diskless vs data vs sys