自製 Linux USB 啟動盤：從內核編譯到雙系統共存完整教學

前言：為何需要 Linux USB 啟動盤？

USB 隨身碟以體積小、速度快、抗震耐用取代軟碟片，現代主板 BIOS 均支援 USB-HDD/USB-ZIP 啟動。廠商通常僅提供 Windows 98 啟動盤工具，但對系統維護人員而言，攜帶精簡 Linux 核心、網路工具與檔案傳輸環境的 USB 啟動盤實用性遠超 Windows PE。本文以 Red Hat 為例，使用朗科雙啟動型隨身碟完整示範製作流程。

一、核心準備：編譯支援 USB 啟動的精簡內核

硬體前提

• 主板 BIOS 必須支援 USB-HDD 啟動模式
• 隨身碟必須為「啟動型」產品（含主開機記錄區）

關鍵內核配置（以 2.4.20 為例）

編譯原則：極度精簡，移除聲卡等無關驅動，必選模組編入核心（非模組）：

• SCSI 子系統支援
• USB 核心：usbcore、usb-storage
• Loopback 裝置、RAM Disk、initrd 支援

initrd 映像檔製作與修補關鍵邏輯

為何需 initrd？ USB 儲裝初始化速度慢於核心啟動，直接掛載根檔案系統會失敗。解決方案：initrd 載入記憶體後 sleep 3 等待 USB 就緒，再切換真實根裝置。

1. 建立初始 initrd：mkinitrd /tmp/initrd.gz 2.4.20-usb
2. 解壓掛載，注入 busybox 與 sleep 指令，修改 linuxrc：

   echo 'wait 3 seconds.....'
   /bin/sleep 3
   

3. 重打包壓縮至 1MB 極致精簡：

   dd if=/dev/zero of=/tmp/initrdusb bs=1M count=1
   mke2fs -m 0 /tmp/initrdusb
   mount -o loop /tmp/initrdusb /mnt/initrdusb
   cp -a /mnt/initrd/* /mnt/initrdusb
   umount /mnt/initrd /mnt/initrdusb
   gzip -9 /tmp/initrdusb
   cp /tmp/initrdusb.gz /boot/initrd-2.4.20-usb.img
   

4. 測試內核啟動，確認 dmesg 顯示 USB 儲裝偵測資訊

二、隨身碟分區與檔案系統佈建

分區規劃（fdisk 操作）

Device Boot Start End Blocks Id System
/dev/sda1 1 102 51376+ 6 FAT16    # Windows 98 啟動區
/dev/sda2 103 126 12096 83 Linux  # Linux 根分區

關鍵細節：若需相容 Windows 98 啟動，磁柱/磁頭/扇區幾何參數必須設為 63 扇區（可用 fdisk 專家模式 x 指令調整）。

建立 ext2 根檔案系統與目錄結構

mke2fs -m 0 /dev/sda2
mount /dev/sda2 /mnt/sda2
mkdir -p /mnt/sda2/{boot,bin,lib,dev,etc/init.d}

啟動載入器配置

複製編譯好的 vmlinuz、initrd.img、模組至對應目錄，部署 GRUB：

# /mnt/sda2/boot/grub/menu.lst
timeout 10
default 0
title Windows 98
rootnoverify (hd0,0)
makeactive
chainloader +1
title GNU/Linux Redhat 8.0 (2.4.20-usb)
root (hd0,1)
kernel /boot/vmlinuz-2.4.20-usb ro root=/dev/sda2
initrd /boot/initrd-2.4.20-usb.img

GRUB 安裝：grub> root (hd1,1); setup (hd1)（假設 USB 為第二顆硬碟 hd1）。

精簡用戶空間工具鏈

• 核心工具採用 busybox 靜態連結替代（ln -s busybox cat/ifconfig/route/init...）
• 編輯器改用極簡 e3 或重編 busybox 含 vi
• 若保留 bash，需同步複製 /etc/termcap 與 /usr/share/terminfo/ 相關終端機定義
• cp -a 複製 /dev 關鍵裝置節點（console, tty*, sda*, hda*）

啟動腳本與掛載表

# /etc/init.d/rcS
#!/bin/sh
PATH=/sbin:/bin
mount -n -t proc none /proc
umount /initrd
mount -n -o remount,rw /
mount -n -o remount,rw -t proc none /proc
ifconfig lo 127.0.0.1

# /etc/fstab
/dev/sda2 / ext2 defaults 1 1
none /proc proc defaults 0 0

三、實戰應用範例：跨機器檔案傳輸

場景：機器 A (192.168.100.5) 服務端，機器 B 以 USB 啟動為客戶端。

# 機器 A (發送端)
tar cf - win98 | nc -l -p 5555

# 機器 B (接收端，USB 啟動後)
mount -t vfat -o codepage=938,iocharset=cp936 /dev/hda5 /mnt/2dos
modprobe eepro100
ifconfig eth0 192.168.1.10
route add default gw 192.168.1.1
nc 192.168.100.5 5555 | tar xf -

四、進階：實現三重啟動

若 format /s 破壞 FAT16 分區幾何參數，可用 mkdosfs -F 16 重建，再用 xxd 備份/還原 Boot Record 32-35 位元組（記錄總扇區數），配合廠商工具製作 Windows 98 啟動區，最終達成：Windows 98 雙啟動 + Linux 單啟動 三模式共存。