0. 故事的开始

0.1 为什么和做什么

最近家里买了对音响，我需要一个数字播放器。一凡研究后我看上了 volumio（https://volumio.org/） 这是一个基于 Debian 二次开发的 HIFI 播放器系统，可以运行下 x86 和树莓派上。

我打算让 volumio 运行在我 2009 年购买的老爷机笔记本上，也让它发挥一点余温热。正常操作是将 volumio 的系统镜像刷到 U 盘上，连接电脑后使用 U 盘启动系统即可。但是家里没有找到合适的 U 盘（穷~~），加上前段时间听了同事关于 linux 内核的分享，感慨自己对系统的理解不够。因此我决定使用无盘启动 volumio 顺便研究一下 linux 启动原理。

目标：无盘启动 volumio 系统

0.2 方案

正常 Linux 启动流程大体如下：

• BIOS 启动，完成自检，选择启动硬件
• 如果是磁盘系统读取 MBR
• 从 MBR 指示，找到 GRUB 所在分区，加载 GRUB 显示菜单
• 加载 Linux 内核到内存中
• 执行 INIT 程序
• 进入用户界面
  6 x9 h4 c2 g* u  D- S$ [) y% h

由于我需要从网络启动，过程会变得复杂一些，主要变化如下

• 在 MBR 引导前，需要执行一系列的 PXE 流程，目的是挂载 iscsi 磁盘。
• 在加载 linux 内核后，由于之前 iPXE 固件已经退出，还需要再次挂载 iscsi 磁盘。
  + |% T% @) J# e! O

% r2 x/ |9 p) U, e0 y
% A7 c6 u* ~" V8 Y$ j
0.3 准备工作

无盘启动并不是说完全没有磁盘，只是客户端本身没有磁盘，我们需要在远端给机器提供一种文件存储和磁盘共享的方案。我这里选择的是 iscsi 共享，相比于 NFS 和 samba 共享，它更底层，对系统的兼容性更好。

iSCSI 利用了 TCP/IP 作为沟通的渠道。透过两部计算机之间利用 iSCSI 的协议来交换 SCSI 命令，让计算机可以透过高速的局域网集线来把 SAN 模拟成为本地的储存设备。

关于 iscsi 的配置不是本文重点，这里就不详细描述了，要完成 iscsi 磁盘的挂载需要接信息。

iscsi 服务器地址：我这里是 nas 服务的地址 192.168.3.5

target 名称：这个是服务端用来区分目标的，通常一个 target 服务一个客户端，并关联一块共享存储，例如：iqn.2005-10.org.freenas.ctl:yong-pc.volumio

initiator 名称：这个是客户端名称，用来告诉服务端谁来请求了。

1 BIOS 和 UEFI

准备工作做完，我们先来了解一下计算机的启动原理，这里就要说到 BIOS 和 UEFI，他们是计算机按下电源后最先被执行的程序。

1.1 BIOS (Basic Input/Output System)

上个世纪 70 年代初，"只读内存"（read-only memory，缩写为 ROM）发明，开机程序被刷入 ROM 芯片，计算机通电后，第一件事就是读取它。这块芯片里的程序叫做"基本输入输出系统"（Basic Input/Output System），简称为 BIOS。

BIOS 程序首先检查，计算机硬件能否满足运行的基本条件，这叫做"硬件自检"（Power-On Self-Test），缩写为 POST。硬件自检完成后，BIOS 把控制权转交给下一阶段的启动程序。

这时，BIOS 需要知道，"下一阶段的启动程序"具体存放在哪一个设备。也就是说，BIOS 需要有一个外部储存设备的排序，排在前面的设备就是优先转交控制权的设备。这种排序叫做"启动顺序"（Boot Sequence）。

9 m3 s3 w0 p9 n0 X/ S! N& R' O( [
3 X: b" a5 W: n* s( q' J1.2 UEFI (Unified Extensible Firmware Interface)

不知道大家是否发现，这些年已经很难看到 BIOS 的身影了。

ROM 的存储能力有限，BIOS 能驱动的硬件类型和数量大大受限。导致大量新硬件无法在 PC 启动时被加载。最明显就是你无法在 BIOS 时使用鼠标。此外 BIOS 的代码历史悠久难以维护。

在 2005 年年中时候，包括 BIOS 供应商、OS 供应商、系统制造商以及芯片生产公司在内的行业参与者统一建立了统一的 EFI 联盟（UEFI，Unified Extensible Firmware Interface）并在 2006 年一月发行了 UEFI 规范 2.0。

从此你可以愉快的在 PC 启动初期使用鼠标，甚至像苹果一样加载网络，实现联网下载并安装操作系统。

UEFI 的启动流程和 BIOS 的启动流程不同，由于我 2009 年购买的老爷机还是 BIOS 结构，这里不详细展开，简单提一下。

• 系统开机 - 上电自检（Power On Self Test 或 POST）。
• UEFI 固件被加载，并由它初始化启动要用的硬件。
• 固件读取其引导管理器以确定从何处（比如，从哪个硬盘及分区）加载哪个 UEFI 应用。
• 固件按照引导管理器中的启动项目，加载 UEFI 应用。
• 已启动的 UEFI 应用还可以启动其他应用（对应于 UEFI shell 或 rEFInd 之类的引导管理器的情况）或者启动内核及 initramfs（对应于 GRUB 之类引导器的情况），这取决于 UEFI 应用的配置
  

2. PXE

回到我的 BIOS 老爷机，上电自检完成后 BIOS 按照设置的启动顺序应该交棒磁盘，但是 但是 但是 这个机器没有硬盘，也没有插入 U 盘，找不到任何启动设备的 BIOS 将控制权交给了网卡，BIOS 光荣退场进入了 PXE 阶段。

预启动执行环境（Preboot eXecution Environment，PXE，也被称为预执行环境)提供了一种使用网络接口启动计算机的机制。这种机制让计算机的启动可以不依赖本地数据存储设备（如硬盘）或本地已安装的操作系统。

6 _! G9 s1 h9 N7 i9 k- m$ u( Y2.1 PXE 原理

• Client 向 DHCP 发送 IP 地址请求消息，DHCP 返回 Client 的 IP 地址，同时将启动文件（如：pxelinux.0）的位置信息（通常是 TFTP 路径）一并传送给 Client
• Client 向 TFTP 发送获取启动文件请求消息，TFTP 接收到消息之后再向 Client 发送启动文件大小信息，试探 Client 是否满意，当 TFTP 收到 Client 发回的同意大小信息之后，正式向 Client 发送启动文件 Client 执行接收文件
• Client 向 TFTP 发送针对本机的配置信息文件请求，TFTP 将配置文件发回 Client，继而 Client 根据配置文件执行后续操作。
• Client 会加载启动文件，之后根据配置执行动作。这里有多重方案进行下一步操作。
  - F( s, Y2 X% h& s* E8 x' Z
  • 可以直接通过 Http 协议获取 Linux kernel 和 ramdisk 然后启动
  • 或者加载一块 iscsi 磁盘，将 linux kernel 和 ramdisk 等信息放在 iscsi 磁盘中，走正常磁盘引导。我用的是这种方案
    

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2.2 iPXE

上面说到了启动文件，普通的 pxe 启动文件功能有限，通常只能从 tftp 服务器上获取文件，不支持 HTTP 协议和其他共享协议，更别说我们要支持的 iscsi 磁盘挂载了。这里推荐一个高端开源 pxe 启动文件：iPXE（https://ipxe.org/）。它支持从 HTTP、iscsi SAN、 Fibre Channel SAN、AoE SAN 等多种方式启动，甚至还支持无线网卡。此外它还可以定制一个启动脚本和菜单。

iPXE 需要根据自己硬件对应的平台进行编译，编译前需要搞清楚几个要点：

• 启动方式：BIOS 或者 EFI 前面已经说了。
• 平台：X86 或 ARM，如果用树莓派等产品就是 ARM，PC 是 x86
• CPU 位：32 或 64，32 位机器只支持 32 位固件，64 位机器可以兼容 32 位和 64 位固件。注意：如果使用 64 位固件需要保证后续所有环节使用兼容 64 位的软件，我就遇到了 SysLinux 不支持 64 位，导致卡死的问题。
  3 m0 O+ n" f1 ^& q

使用如下命令编译（更多细节见：https://ipxe.org/appnote/buildtargets）：

git clone git://git.ipxe.org/ipxe.git
4 Z) D9 @2 r( D- N- M2 qmake [platform]/[driver].[extension]

Platform 支持如下：按照上面说的启动方式、平台、CPU 情况选择。

• bin (alias for bin-i386-pcbios)
• bin-i386-pcbios
• bin-i386-efi
• bin-i386-linux
• bin-x86_64-efi
• bin-x86_64-linux
• bin-x86_64-pcbios
• bin-arm32-efi
• bin-arm64-efi
  % X; ?: |+ i  V1 E3 f5 M

Driver：主要选择支持的网卡驱动类型，一般选 ipxe（表示所有支持的网卡，但可能导致生成的启动文件过大，如果过大可以酌情选其它）

Boot type：和启动方式、启动介质有关，参考下表：

编译时添加 EMBED={脚本名称} 可以关联一个启动脚本。推荐一个大佬做好的脚本 http://boot.netboot.xyz/menu.ipxe 可以直接使用。

我最终命令如下：

git clone git://git.ipxe.org/ipxe.git
cd ./ipxe/src
wget http://boot.netboot.xyz/menu.ipxe
+ q' P/ K" p3 t) T6 r# s6 |make bin-i386-pcbios/ipxe.pxe EMBED=menu.ipxe
0 Q( O: V( X0 F0 s" w2 \

完成之后在/data/ipxe/src/bin-i386-pcbios/ipxe.pxe 可以拿到最终的启动文件。

2.3 DHCP、TFTP 配置

如何配置 DHCP 和 TFTP 服务器不是本文重点，如果需要命令行方式配置可以参考这篇文章的前半部分https://blog.51cto.com/dyc2005/2068188

如今大部分高端路由器或开源路由器固件都内置了 DHCP 和 TFTP 配置功能。我家的 LEDE 路由器配置界面如下。

• 
• TFTP 服务器根目录：这个是启动文件、配置文件存放的目录路径（是在路由器上的路径，可以放在 u 盘挂上去，也可以直接放在路由器存储的目录）
• 网络启动镜像：这是对客户端下发的启动文件名称。（不同 CPU 架构，不同平台的文件名不同）
  0 m: A# H7 w- @

拷贝之前编译好的 ipxe.pxe 和 menu.ipxe 文件到/www/pxe/目录下，并设置网络启动镜像为：ipxe.pxe

配置正确，启动后就可以看到如下选择界面了：

% p; X7 t; {) {# h5 u8 t6 e! G6 e
! k1 ^3 l3 R+ P" b# E# A% T" @
3. 分区：MBR 和 GPT

ipxe 完成使命后，正式交棒给磁盘，如果你是硬盘启动，可以直接跳过第 2 部分，直接到这一步。这一阶段系统需要从磁盘上找到启动文件并加载。在说如何找到启动文件前，先要说说硬盘是如何划分区块的，主要有两大方式 MBR 和 GPT。我们先来聊一下机械硬盘的工作原理。

机械硬盘由坚硬金属材料制成的涂以磁性介质的盘片，盘片两面称为盘面或扇面。

假设磁头不动，硬盘旋转，那么磁头就会在磁盘表面画出一个圆形轨迹并将之磁化，数据就保存在这些磁化区中，称之为磁道，将每个磁道分段，一个弧段就是一个扇区。一个硬盘可以包含多个扇面，扇面同轴重叠放置，每个盘面磁道数相同，具有相同周长的磁道所形成的圆柱称之为柱面，柱面数与磁道数相等。如下图：

最初的寻址方式称为 CHS，所谓 CHS 即柱面（cylinder），磁头（header），扇区（sector），通过这三个变量描述磁盘地址。

3.1 MBR

说了这么多还是没说明白到底计算机怎么从磁盘上找到引导程序。答案是:它被固定写死在了 0 柱面，0 磁头，1 扇区的位置通常是 512byte，这个位置被称为主扇区（Master Boot Record， MBR）。

MBR 主要包含如下数据：

• 主引导记录（bootloader），负责从活动分区加载并运行系统引导程序。446 字节
• 硬盘分区表项（DPT——disk partition table），由四个分区表项组成，负责记录磁盘的分区情况。64 字节。
• 硬盘有效标志（magic number），代表引导扇区结束，占用 2 字节。
  ' T0 l* R; F9 I+ Q. x! W

Bootloader：这部分记录了一段较小引导代码，用于去启动硬盘其他分区位置上更大的引导文件，例如 linux 操作系统的 grub 目录。

我们知道一个硬盘的每个分区的第一个扇区叫做 boot sector，这个扇区存放的就是操作系统的 loader。如上图，第一个分区的 boot sector 存放着 windows 的 loader，第二个分区放着 Linux 的 loader，第三个第四个由于没有安装操作系统所以空着。至于 MBR 的 bootloader 是干嘛呢， bootloader 有三个功能：

• 提供选单：让用户选择进入哪个系统。
• 读取内核文件：默认启动的 loader 会被拷贝一份到 MBR 中，这样就可以直接读取内核了，图中 1 部分
• 转交给其他 loader：图中 2,3 部分
  ' d- |9 e; b0 i: M( G; a

Disk Partition table:这一部分 64 字节大小被均分为 4 份，每份大小 16 字节，每当我们在硬盘上创建出一个新的主分区或者扩展分区时，便会占用 1 个 16 字节的大小用于记录这个分区的相关信息（例如起始和截止柱面位置、分区文件系统类型等等）。这就是为什么 mbr 分区模式最多只能有 4 个主分区的原因。

MBR 的局限：

• 最多只支持 4 个主分区，超过 4 个就需要使用扩展分区。
• 磁盘的最大容量只能到 2.2TB
  

如今我家的硬盘都 4T 了，MBR 早就不能满足需求了。你也不能怪 MBR，毕竟人家 1983 年就提出了，比我的年纪还大。

3.2 GPT

为了解决 MBR 的问题，GPT 分区诞生，GPT 全称 Globally Unique Identifier Partition Table，也叫 GUID 分区表，它是 UEFI 规范的一部分（但这并不是说它只支持 UEFI，它也支持 BIOS 方式的引导）。

GPT 分区结构如下：

• Protective MBR：GPT 分区表的最前面部分也保存了和 MBR 相同的格式和内容称为 Protective MBR，这极大的提高了 GPT 分区表的兼容性。
• 主 GPT Header：这里记录了分区表项目数和每项目大小。
• 主 GPT 分区表：包含分区的类型 GUID，名称，起始终止位置，该分区的 GUID 以及分区属性
• 实际分区
• 备份 GPT 分区表: 用于提高安全性，防止主 GPT 分区表损坏
• 备份 GPT Header: 用于提高安全性，防止主 GPT Header 损坏
  

3.3 Bootloader 写入

使用 dd 命令结合 hexdump 可以输出 MBR 信息

dd if=~/Desktop/volumio-2.799-2020-07-16-x86.img ibs=512 count=1 | hexdump -C

同样的使用 dd 命令可以拷贝 MBR 信息从 img 文件到物理磁盘。（之前我是分分区写入到磁盘的，导致 MBR 信息丢失无法引导）

dd if=~/Desktop/volumio-2.799-2020-07-16-x86.img ibs=512 count=1 of=/dev/sda

也可以使用下载的 syslinux 中的 mbr.bin 写入

dd bs=440 count=1 conv=notrunc if=/usr/lib/syslinux/bios/mbr.bin of=/dev/sda //MBR分区表
2 _7 v* ?$ B5 N9 gdd bs=440 count=1 conv=notrunc if=/usr/lib/syslinux/bios/gptmbr.bin of=/dev/sda //GPT分区表
2 s3 U9 u3 A( X. a# N: @: H4. 引导加载程序：Syslinux 和 GRUB

前文说到 MBR 的 bootloader 主要功能是交棒内核，但是 bootloader 不会直接拉起 linux 内核，400K 太小，它没有能力将 linux 内核直接加载到内存。这时需要引导加载程序登场，它的主要目的就是将系统内核镜像和 initrd 镜像加载到内存并将控制权交给它们。目前常用的有两种 Syslinux 和 GRUB：

• Syslinux 是一个启动加载器集合，可以从硬盘、光盘或通过 PXE 的网络引导启动系统。支持的文件系统包括 FAT，ext2，ext3，ext4 和非压缩单设备 Btrfs 文件系统。
• GRUB ，即 GRand Unified Bootloader（大一统启动加载器），是一个多重启动加载器，承自 PUPA 项目。今的 GRUB 也被称作 GRUB 2，而 GRUB Legacy 表示 0.9x 版本。
  - i' L( [7 N# a" A$ f- ^

对于普通用户来说他们有什么用呢？它可以提供选单选择 Linux 内核版本，此外加载程序使得我们可以向 Linux 内核传递参数。这点很重要，在我的案例中 volumio 就是通过 Syslinux 向内核传递启动参数的。

Syslinux 已经不支持 bios64 位系统了，目前使用 GRUB2 的比较多。由于 volumio 使用的是 Syslinux 我没有对 GRUB 展开研究。

下图是 volumio 的默认 syslinux 配置。

• 
• LINUX 命令：指定了当前内核文件为 vmlinuz-3.18.5 版本；
• INITRD 命令：指定了 initrd 文件为 volumio.initrd（之后修改 initrd 也就是修改这个文件）；
• APPEND 命令：是向内核传递的参数，在下文 initrd 的 init shell 中可以通过 cat /proc/cmdline 读取到。
  4 w) _& `# a7 q& g/ B( D

这里指定了 imgpart，bootpart 的 uuid 用于挂载分区，imgfile 名字用于确定当前真实 root 分区的文件名，还有 loglvevel、USE_KMSG 等参数。

5. 内核：vmlinuz 和 initrd

引导加载程序交棒之后系统进入内核引导阶段。这一步会在内存中运行系统内核和根文件系统。之后根目录下的 init shell 会被调用执行，完成进一步的初始化操作。

5.1 vmlinuz 和 initrd

vmlinuz 是可引导的、压缩的内核。“vm”代表“Virtual Memory”。Linux 能够使用硬盘空间作为虚拟内存，因此得名“vm”。vmlinuz 是可执行的 Linux 内核。

initrd 是“initial ramdisk”的简写。initrd 一般被用来临时的引导硬件到实际内核 vmlinuz 能够接管并继续引导的状态。initrd 字面上的意思就是"boot loader initialized RAM disk"，换言之，这是一块特殊的 RAM disk，在载入 Linux kernel 前，由 boot loader 予以初始化，启动过程会优先执行 initrd 的 init 程序，initrd 完成阶段性目标后，kernel 会挂载真正的 root file system ，并执行/sbin/init 程序。

采用这种分离的方式，使得我们有机会在内核引导阶段做一些我们自己的事情。简单读了 volumio.initrd 中的 init shell 发现它至少做了几件事情：

• 读取 syslinux 传递来的环境变量
• 根据变量决定是否在屏幕打印日志。USE_KMSG 参数决定
• 加载各种内核驱动模块
• 挂载 boot 分区
• 使用 fdisk 处理磁盘，img 文件写入磁盘后大小不一致，首次启动需要使用 fdisk 命令调整分区大小
• 挂载一个 imgpart 分区，这个不是真正的 root 分区，这里面的 volumio_current.sqsh 文件才是，这样做的目的是方便系统升级，在系统内替换 imgpart 分区的 volumio_current.sqsh 文件即可完成系统升级。volumio_current.sqsh 文件名也是通过 imgfile 参数决定的。
• 处理 volumio_current.sqsh 升级问题，发现有新的 volumio.sqsh 文件会重命名旧的，然后将新的重命名 volumio_current.sqsh
• 使用 overlay 方式结合 volumio_current.sqsh 文件挂载真正的 root 分区。
• 执行 switch_root 命令，重定向新的根分区并执行/sbin/init 命令。
  

5.2 initrd 编辑

由于 linux 内核启动后，之前 ipxe 对应的环境已经退出，因此之前挂载的 iscsi 磁盘也无法访问，需要在 initrd 的 init shell 中重新挂载 iscsi 磁盘。因此我需要在上文的 4 步骤之前挂载 iscsi 磁盘，修改如下：

• 加载网卡内核驱动
• 启动网络
• 启动 iscsi 客户端挂载网络磁盘。
  8 Z7 w1 ?$ t7 V1 X' _' N

可以使用如下方式编辑已经生成好的 initrd 文件。

mount -o loop,offset=1048576 ./wrt/Build/Volumio2.799-2020-09-29-x86.img ./vboot/ //挂载img镜像的boot分区到目录
cp ../vboot/volumio.initrd volumio.initrd.gz //拷贝initrd文件，重命名一下
# u4 p/ ~2 S' q" n! hgunzip ./volumio.initrd.gz //解压gz文件
1 x; q' D( J. Mcpio -ivmd < volumio.initrd //展开initrd文件，在当前目录就可以看到整个rom disk的内容了
7 d5 E& O% _  b5 o0 P( ]
% w, r3 Y: }) Y3 d' Wvim init //编辑init shell

* T# Y5 |& t2 I' ~# Afind . | cpio -c -o > ../volumio.initrd.img //重新打包成新的initrd
gzip volumio.initrd.img
, V6 z" P# _% W; Bmv volumio.initrd.img.gz volumio.initrd
" _* N: j' ~# T6 v6 G' q( W& {& b2 J

还有另外一种方案，由于 volumio 是开源项目，编译 volumio 的脚本在 github 开源。我可以编辑编译脚本，直接修改 init 之后编译成新的 initrd 文件。

git clone https://github.com/volumio/Build.git
ls -la scripts/initramfs/init-x86
6 E" U5 r) b1 Als -la scripts/x86config.sh

• x86config.sh 这是编译生成 x86 版本 volumio 镜像的脚本，在这个文件中，我们需要添加命令，使得生成的 initrd 文件中包含 iscsi 客户端
• init-x86 这个文件是 initrd 文件在系统启动后，需要执行的 init shell 脚本。这里我们需要添加 网卡驱动、初始化 iscsi 客户端。
  2 e- M4 W+ J' x) }

首先处理 x86config.sh 脚本，我们需要在 initrd 中添加 iscsi 客户端下图中：193-195 行安装 iscsi 客户端 231-232 行向 initrd 中添加 iscsi 模块

之后处理 init-x86，在 118 行左右的位置，脚本读取了配置在/proc/cmdline 中的根目录 uuid 并在之后挂载磁盘。这里的 cmdline 就是之前说到的在 syslinux 阶段向内核传递的参数。所以我们要在挂载磁盘前加载网卡驱动、启动网络、启动 iscsi 客户端、挂载 iscsi 磁盘。

修改如下图：

• 103 行 加载网卡驱动
• 104 行 加载 iscsi 内核模块
• 105 行 加载 iscsi ibft 模块
• 107-108 行 通过 ibft 配置网络
• 114-116 行 使用 ibft 配置连接 iscsi 服务器并挂载磁盘
  

这里要说一下 ibft 这是一种将 iscsi 配置信息传递到系统的方式，我们在 iPxe 阶段已经配置网络信息、iscsi 服务器地址、iscsi target 等信息了，这里可以使用 ibft 直接读取并使用。当然你也可以在这里再次手动启用 DHCP，手动初始化 iscsi 客户端。

修改完成后，iscsi 磁盘就可以像正常本地磁盘一样被挂载，之后的操作就和正常硬盘安装一样了，正常启动进入 volumio 系统。

6. init 进程

内核引导阶段完成以后，系统会挂载真实的 root 分区，执行/sbin/init 程序初始化系统环境。这一阶段已经和是否网络启动没有关系了，不过启动原理都研究到现在了就顺便一起看一下吧。

/sbin/init 会首先确定运行级别，这个配置在/etc/inittab 中，一般 Linux 有 7 种运行级别（0-6）。一般来说，0 是关机，1 是单用户模式（也就是维护模式），6 是重启。运行级别 2-5，各个发行版不太一样，对于 Debian 来说，都是同样的多用户模式（也就是正常模式）。确定运行级别后会访问/etc/rcN.d（这里的 N 就是运行级别）。

这里的文件都采用“字母 S 或 K+两位数字+程序名”的命名方式。其中 S 开头的表示在这个级别需要执行 start 命令，K 开头需要执行 Stop 命令，数字越小越优先执行。系统会依次执行相应的软件和服务，负责用户界面的程序也被启动你就有了 X11 界面，然后是 SSH 服务你就可以使用 ssh 登录。这样系统就完成了启动。

当然啦现在这种方式已经过时了，目前基本使用 systemd 方式用 systemctl 命令管理。篇幅已经很长了，这块有兴趣的同学自己搜索一下。

7. 尾巴

- ]+ k: i7 B: J2 [- d8 d: S- h
7.1 其他遇到的问题

syslinux 卡死这个问题前面说到了，挂载 iscsi 磁盘后 ipxe 交棒磁盘引导，但是就卡死了。

经过很多的 google 和尝试之后最终发现，我使用了 64 位的 iPxe 引导固件，但是 syslinux 只有 32 位版本导致卡死，更换了 32 位的 iPxe 固件后解决。

可以启动无法关闭这个问题困扰了我很久，系统可以正常启动，但是在关机或者重启时会死机，按键没有任何反应但是系统应该还是活的（大小写灯正常切换）只能强制关机退出。经过排查原因可能是：关机时网络服务会关闭导致网卡关闭，进而导致 iscsi 网盘断开。但是此时系统根分区还没有 umount 导致系统无响应。

我禁用了网络服务的关机关闭，把 K06networking 从 rc0.d 目录中去掉就好了。

Airplay 服务无法找到Volumio 自带 shairport-sync 服务，手机可以通过 airplay 链接 volumio 系统播放音乐，但是在我折腾完以后发现怎么也搜不到。经过排查 shairport-sync 使用 mDns 发布组播告诉局域网内的所有设备自己的地址，使用的是 avahi-daemon 程序。排查日志发现它启动时没有识别到网卡。我猜原因应该是我们的网卡是在内核引导阶段自己拉起的，并不是进入系统后由 networking 服务拉起的，所以 avahi-daemon 无法查找到它对应的 ip。

我没有找到很好的解决方案，还好老爷机还有一块无线网卡，最后使用了无线网卡绑定 shairport-sync 服务。

7.2 最终效果

7.3 总结

总结：为了省掉一块 U 盘，我开始折腾 iscsi 无盘启动没想到这一折腾就是好久，前后研究了好多资料好好的学习了一下 linux 的启动原理。

实际过程并没有文中展现的那么顺利，很多研究的弯路没有在文中一一展现出来。在不同的节点也有很多方案可以选择，比如：iPxe 本可以直接 http 下载 vmlinuz 和 initrd 引导，这样就可以省去 MBR 和 syslinux 引导。但是后来想想都研究了还是整理给大家。再比如 initrd 中 iscsi 客户端的启动和初始化有很多种方式，一开始我都手动初始化网卡，设置 dhcp 和 ip 路由。最后还是觉得太麻烦发现 ibft 的方案最简单，果断选择了它。

水平有限如果发现那里总结的不对欢迎指正。

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