linux权限--普通用户使用livecd模式

目标

linux管理员希望有些用户操作该系统不写入磁盘(或者说重启之后恢复到他登陆之前的状态)，从而屏蔽用户对系统的修改。

想法

可以简单的把linux权限归纳为2个种类，一为root权限，其余则为普通用户。root权限对于所有操作有写入磁盘的权限，其余则是有写入权限但是不写入磁盘。因此感觉对于普通的用户来说，该系统就是livecd的模式。
由此想到一种可能实现：使用内存作为根目录的挂载点。
如果要从文件系统入手，则需要对于文件系统分层，由此想到另外一种可能的实现：分层的文件系统–AUFS。

难点

• 使用内存
  受限于内存大小
• 使用分层文件系统
• 共同的难点
  如何区分用户权限，并执行写入。

使用aufs测试分层文件系统

所有操作全部处于根目录下

$mkdir aufs
$mkdir mhj

$vi /mhj/aufs.read
#!/usr/bin/env python
print 'Read function of aufs!'

$vi /mhj/aufs.write
#!/usr/bin/env python
import os

f = open('hello','w')
f.write("This is write function of aufs")
f.close()

for root,dirs,files in os.walk('.'):
        print '----------directory <' + root + '> -----------'
        for d in dirs:
                print d
        for f in files:
                print f

$mount -t aufs -o dirs=/aufs=rw:/mhj=ro aufs /aufs
$chmod +x aufs/aufs.write
$cd aufs&&./aufs.write

之后umount之后会发现在mhj目录下没有生成hello文件，而在aufs这个目录下生成了相应的hello文件

研究linux运行在内存上

要想搞定linux运行的方式，必须先了解linux的启动流程

linux启动详解

1.加电
2.BIOS检查硬件设施(加电自检POST power on self test)，读取启动设备的第一个扇区(512K)即MRB
3.MRB由3部分组成(代码446B，分区记录表64B，检查MRB状态2B)
4.启动引导程序GRUB/Lilo
5.加载vmlinuz和initrd，initrd会在内核启动前加载到内存中去，vmlinuz是被加载到内存中去，并执行head.S进行解压，得到vmlinux(elf可执行文件，并执行)，之后运行vmlinux执行内核初始化。
6.内核初始化流程—-start_kernel()->reset_init()->kernel_init(在这个方法中会执行initrd中的init文件)->init_post()
7.initrd中init文件加载一些必要的设备，准备好系统根目录，并chroot转换到准备好的根目录下，运行系统的init进程
8.init进程执行启动项，完成启动。

因此要把linux运行在内存上可能需要修改initrd和根文件目录。initrd有2种实现方式一种是ramdisk(initrd)一种是ramfs(initramfs)。前者较老，需要在内存中独立的开辟一个空间作为块设备使用；后者较新，是一种基于内存的文件系统，可以动态的扩容。本文基本ramfs研究。

initrd研究

$file initrd.img-3.2.0-4-amd64
initrd.img-3.2.0-4-amd64: gzip compressed data, from Unix, last modified: Fri Nov  1 01:50:32 2013

$gunzip -c initrd.img-3.2.0-4-amd64 > initrd.cpio
$mkdir initrd
$cd initrd&&cpio -ivmd < ../initrd.cpio

#把创建一个新的initrd文件
$find . | cpio -o -H newc | gzip > ../image.cpio.gz

initrd的核心就是init文件，init文件主要干这么几件事
1.创建目录
2.挂载设备
3.切换运行根目录
总而言之就是为了内核准备可以接管的运行环境。
试想我们使用tmpfs创建一个目录，把根文件中的数据拷贝到该目录下，然后让init脚本中switch_root到该目录下，即可。
switch_root必须在init进程中才能运行，同时做了这么几件事情：chroot，执行init。
因此我们需要制作一个根目录，我可以使用busybox来实现。

busybox制作根目录

1.创建目录，设置权限

$mkdir {bin,etc,dev,home,lib,mnt,opt,proc,root,sbin,sys,tmp,usr,var}
$chmod 1777 tmp
$mkdir usr/bin usr/lib usr/sbin lib/modules
$mkdir var/lib var/lock var/log var/run var/tmp
$chmod 1777 var/tmp/
$cd dev/
$mknod -m 600 console c 5 1
$mknod -m 666 null c 1 3

2.下载busybox并且编译到指定目录

$make menuconfig
Busybox Setting ----->
    Build Options -----> 
        //1选择将busybox进行静态编译 
        [*]Build BusyBox as a static binary (no shared libs) 
    General Configuration  --->
        //不要使用usr目录
        [*] Don't use /usr (NEW)
    Installation Options ("make install" behavior)  --->
        //设置指定目录
        (./_install) BusyBox installation prefix (NEW)

Miscellaneous Utilities  ---> 
    //取消taskset功能
    [ ] taskset (NEW)

保存退出
$make
$make install
$cp -rvf busybox-1.23.1/_install/* ./

busybox问题：
make menuconfig
  HOSTCC  scripts/basic/fixdep
  HOSTCC  scripts/basic/docproc
  HOSTCC  scripts/kconfig/conf.o
  HOSTCC  scripts/kconfig/kxgettext.o
 *** Unable to find the ncurses libraries or the
 *** required header files.
 *** 'make menuconfig' requires the ncurses libraries.
 *** 
 *** Install ncurses (ncurses-devel) and try again.
 *** 
make[1]: *** [scripts/kconfig/dochecklxdialog] Error 1
make: *** [menuconfig] Error 2
提示缺少了ncurses 库

apt-get install libncurses5-dev

这样我们就获取了一个最最基本的根目录文件。
在修改了init中mountroot方法之后，成功让系统运行在了内存上。但与此同时还是无法达到根据权限分离读写的效果，还需要进一步的研究。