Linuxkit 源码分析，从开始到镜像构建完成

在上一篇【1】中我们介绍了 “Linuxkit 中的 kernel+initrd 镜像启动过程”，那么我们接下来看看 Linuxkit 是如何一步一步构造出 kernel +initrd 这些镜像的。

首先看一下 Moby 结构体定义，基本和 yml 中支持的属性一一对应

23 // Moby is the type of a Moby config file
 24 type Moby struct {         
 25     Kernel struct {
 26         Image   string     
 27         Cmdline string     
 28     }
 29     Init     []string     
 30     Onboot   []MobyImage   
 31     Services []MobyImage   
 32     Trust    TrustConfig   
 33     Files    []struct {   
 34         Path      string   
 35         Directory bool     
 36         Symlink   string   
 37         Contents  string   
 38     }
 39     Outputs []struct {     
 40         Format string     
 41     }
 42 }
 43

NewConfig（parse yml config 文件） –> buildInternal (实际的 build 过程) –> outputs （生成相应格式的镜像）

其中 buildInternal 的过程如下

1	--> dockerPull --> ImageExtract --> untarKernel

下载 Kernel 对应的 image，从对应的镜像中提取文件系统并返回一个 tar，从 tar 中提取出 kernel 、 kernel.tar 并放到新的 tar 文件中（initrdAppend 操作），tar 文件为了区分 kernel 和其他文件，对 kernel 设置了 tar header 字段（boot/kernel boot/cmdline）

对于 Init 镜像都要解压，并且添加到上面新的tar 文件中（initrdAppend）

对于 Onboot 镜像，执行以下操作：
ConfigToOCI(image) ， –> ImageBundle（对应目录为/containers/onboot/） –> 同样添加到文件中（initrdAppend）

对于 service 镜像，执行以下操作：
ConfigToOCI(image) –》 ImageBundle（对应目录为 /containers/services/） –> 同样添加到文件中（initrdAppend )

最后是添加一些额外的文件，程序需要的，比如 ssh key 文件（initrdAppend）

–> outputs
按照 yml 中的输出格式，输出对应的文件，这里以 kernel+initrd 举例
输出对应的 kernel + initrd 文件，其中 kernel 和 initrd 是在前面的 tar 包装的时候，都有设置了对应的 tar header，所以可以从一个文件中抽取出 kernel，剩下的就是 initrd 文件

对于其他虚拟机镜像格式，其实就是讲对应的 kernel + initrd 打包成对应的镜像格式比如 qcow2

那么对于上述构造的 VM 镜像，里面的容器如何自动运行起来的。那么我们就需要理解前面讲的 kernel +initrd 的启动过程，在 BIOS 自检后，bootloder 开始加载 kernel +initramfs，那么我们从下面将这里如何对应到 moby 构建的镜像里面的代码

initrd 上面除了包含一些 modules，还包含 init， onboot， services 镜像，其中 kernel+ initrd 配合完成对应的真正 root 挂载后，控制权交给了/sbin/init

init 进程，开始根据 /etc/inittab 中进行进程的派生，看卡 inittab 什么样子

/ # cat /etc/inittab
# /etc/inittab

::sysinit:/etc/init.d/rcS
::once:/etc/init.d/containerd
::once:/etc/init.d/containers

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

# Stuff to do before rebooting
::shutdown:/usr/sbin/killall5 -15
::shutdown:/bin/sleep 5
::shutdown:/usr/sbin/killall5 -9
::shutdown:/bin/echo "Unmounting filesystems"
::shutdown:/bin/umount -a -r
ttyS0::once:cat /etc/issue
ttyS0::respawn:/sbin/getty -n -l /bin/sh -L 115200 ttyS0 vt100
tty0::once:cat /etc/issue
tty0::respawn:/sbin/getty -n -l /bin/sh  38400 tty0

我们看到了熟悉的 /etc/init.d/containerd 和 /etc/init.d/containers，其中 containerd 是容器运行控制进程，首先启动。接着对于所有的containers 进行 roofs 的挂载，runc 调用运行这些容器，代码如下：

/ # cat /etc/init.d/containers
#!/bin/sh

# start onboot containers, run to completion

if [ -d /containers/onboot ]
then
    for f in $(find /containers/onboot -mindepth 1 -maxdepth 1 | sort)
    do
        base="$(basename $f)"
        /bin/mount --bind "$f/rootfs" "$f/rootfs"
        mount -o remount,rw "$f/rootfs"
        /usr/bin/runc run --bundle "$f" "$(basename $f)"
        printf " - $base\n"
    done
fi

# start service containers

if [ -d /containers/services ]
then
    for f in $(find /containers/services -mindepth 1 -maxdepth 1 | sort)
    do
        base="$(basename $f)"
        /bin/mount --bind "$f/rootfs" "$f/rootfs"
        mount -o remount,rw "$f/rootfs"
        log="/var/log/$base.log"
        ctr run --runtime-config "$f/config.json" --rootfs "$f/rootfs" --id "$(basename $f)" $log >$log &
        printf " - $base\n"
    done
fi

wait

通过mount 查看里面的挂载情况：

tmpfs on /var type tmpfs (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime)
tmpfs on /containers/onboot/000-sysctl/rootfs type tmpfs (rw,relatime)
tmpfs on /containers/onboot/001-sysfs/rootfs type tmpfs (rw,relatime)
tmpfs on /containers/onboot/002-binfmt/rootfs type tmpfs (rw,relatime)
tmpfs on /containers/onboot/003-format/rootfs type tmpfs (rw,relatime)
tmpfs on /containers/onboot/004-mount/rootfs type tmpfs (rw,relatime)
tmpfs on /containers/services/dhcpcd/rootfs type tmpfs (rw,relatime)
tmpfs on /containers/services/docker/rootfs type tmpfs (rw,relatime)
tmpfs on /containers/services/ntpd/rootfs type tmpfs (rw,relatime)
tmpfs on /containers/services/rngd/rootfs type tmpfs (rw,relatime)

如此，就完成了 VM 启动后的容器的自动运行

参考：