RootFS生成工具

本工具集用于将ISO与QCOW2镜像自动转换为rootfs目录，可提取Linux kernel并支持压缩为cgz格式。支持Debian/Ubuntu (deb系) 和 RHEL/CentOS/Fedora/OpenEuler (rpm系) 等主流发行版。

功能特性

• ISO转rootfs：通过真实virt-install安装，自动化应答配置（支持定制模板）
• QCOW2转rootfs：直接从QCOW2磁盘镜像提取完整rootfs
• 自动提取kernel：从镜像自动查找并分离内核文件
• CGZ压缩：支持将rootfs目录打包为cpio+gzip格式（.cgz）

环境准备

快速开始

运行脚本自动初始化环境：

python3 setup.py
# 或
uv run python setup.py

setup脚本主要处理：

1. 检查/安装uv
2. 校验并提示缺失系统依赖（如virt-install、qemu-nbd）
3. 配置python虚拟环境
4. 安装python依赖

基础依赖

• Python 3.8+
• uv（推荐的依赖管理器）
• virt-install（ISO转QCOW2虚拟化安装）
• qemu-nbd（QCOW2挂载，Linux下必需）
• cpio, gzip（rootfs cgz压缩）
• libvirt（虚拟化后端支持）
• pexpect（Linux自动化安装交互脚本）

系统依赖安装

Debian/Ubuntu:

sudo apt-get update
sudo apt-get install -y libvirt qemu-utils cpio gzip virt-install

RHEL/CentOS/Fedora:

sudo yum install -y libvirt qemu-img cpio gzip virt-install

Python依赖安装

推荐采用uv：

curl -LsSf https://astral.sh/uv/install.sh | sh
uv sync

或传统方式：

pip install -r requirements.txt

项目结构

gen_rootfs/
├── src/
│   ├── iso2qcow2.py      # ISO转QCOW2镜像
│   ├── qcow2rootfs.py    # QCOW2提取rootfs
│   ├── iso2rootfs.py     # ISO转rootfs（一键集成）
│   ├── deb_expect.py     # debian/ubuntu自动化安装脚本
│   ├── rpm_expect.py     # rpm系自动化安装脚本
│   └── lib/
│       ├── __init__.py
│       └── cgz_utils.py  # cpio+gzip打包工具
├── templates/
│   ├── debian/preseed.cfg
│   ├── ubuntu/preseed.cfg
│   ├── openeuler/ks.ks
│   ├── centos/ks.ks
│   ├── rhel/ks.ks
│   └── fedora/ks.ks
├── demo/                 # 用例脚本
└── doc/                  # 文档

使用示例

1. ISO转rootfs（推荐入口，自动从ISO生成rootfs）

# 自动模板方式
./src/iso2rootfs.py -i debian-12.iso -o ./output

# 指定发行版模板
./src/iso2rootfs.py -i centos-7.iso -o ./output -d centos

# 自定义preseed或kickstart文件
./src/iso2rootfs.py -i debian.iso -o ./output -p custom-preseed.cfg
./src/iso2rootfs.py -i centos.iso -o ./output -k custom.ks

# 常用参数
./src/iso2rootfs.py \
    -i debian.iso \
    -o ./output \
    -d debian \
    -s 30G \
    -m 4096 \
    -c 4 \
    -t 7200

主要参数说明

• -i, --iso：ISO路径
• -o, --output：输出目录
• -p, --preseed：Deb系自动化配置（如需自定义）
• -k, --kickstart：RPM系自动化配置（如需自定义）
• -d, --distribution：指定发行版名（如debian, ubuntu, centos等）
• -s, --size：虚拟磁盘大小，默认20G
• -m, --memory：虚拟机内存MB，默认2048
• -c, --vcpus：虚拟机CPU核心数，默认2
• -t, --timeout：安装超时时间，默认3600
• --kernel：内核输出路径（默认output/kernel）
• --no-cgz：不生成cgz压缩包
• --keep-qcow2：保留虚拟磁盘(qcow2)中间文件

2. QCOW2转rootfs

将已有的qcow2快速提取为rootfs：

./src/qcow2rootfs.py -i vm.qcow2 -o ./output

# 增强示例
./src/qcow2rootfs.py -i vm.qcow2 -o ./output --kernel ./kernel --no-cgz

3. ISO转QCOW2（如仅需qcow2虚拟机磁盘）

./src/iso2qcow2.py -i debian.iso -o debian.qcow2 -p preseed.cfg

4. 独立CGZ压缩/解包

python3 src/lib/cgz_utils.py compress /path/to/rootfs output.cgz
python3 src/lib/cgz_utils.py extract rootfs.cgz /path/to/output

输出结构说明

标准输出内容如下：

output/
├── kernel          # 分离出的vmlinuz
├── rootfs/         # 完整根文件系统
│   ├── bin/
│   ├── etc/
│   └── ...
└── rootfs.cgz      # 压缩包（可选）

配置模板机制

所有安装自动化配置模板集中于templates/目录，支持定制和覆盖。

• debian/ubuntu: preseed.cfg
• openeuler/centos/rhel/fedora: ks.ks (kickstart)

模板优先级（自动选择顺序）

1. 手动提供的-p或-k优先
2. 指定-d发行版
3. 自动识别ISO名称获得模板
4. 默认为debian或centos

工作流程简述

ISO转rootfs

1. 分析ISO类型（deb/rpm）
2. 准备自动化配置文件，HTTP提供服务
3. 利用virt-install自动化安装，自动与GRUB/引导器交互
4. 获得QCOW2磁盘文件
5. 用qemu-nbd挂载，提取系统文件与kernel，构建输出（含cgz）

QCOW2转rootfs

• 直接qemu-nbd挂载提取rootfs+kernel，压缩输出

DVD/netinst差异

• netinst ISO：直接通过extra-args参数自动安装
• DVD ISO：需自动交互GRUB引导，插入配置URL参数

故障排查

virt-install相关

• 检查libvirt服务与权限
• 建议root执行，或确保用户加入libvirt组

sudo systemctl status libvirt
sudo systemctl start libvirt
virsh net-list

QCOW2挂载失败

• 检查qemu-nbd与nbd内核模块已加载

sudo modprobe nbd max_part=16
which qemu-nbd

安装超时

• 增加-t参数或提升虚拟机资源分配

常见注意事项

• 主要面向Linux，部分环节(macOS)不可用
• 某些操作须root权限
• ISO自动化安装须能访问本机HTTP服务
• 虚拟机磁盘/内存要足够，否则可能安装超时

开发与扩展参考

主要逻辑划分：

• iso2qcow2.py：ISO转QCOW2完整虚拟化安装自动化
• qcow2rootfs.py：QCOW2挂载提取
• iso2rootfs.py：上面两步的自动集成入口
• lib/cgz_utils.py：标准化cpio/gz打包

要拓展支持其它rootfs提取/转换，可参考上述结构编写新脚本。

许可证

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