CentOS6 啟動流程圖文解剖 + 引導檔案損壞處理方法
轉載此文章是確實幫助到我,也希望能幫助到其它人;
解決 VFS:Unable to mount root fs on Unknown-block(0,0) 的問題,有可能是核心升級過程中引導檔案損壞造成,如有老核心,可進入系統重新重成新核心的引導檔案放到/boot/ 下即可。:) 重新生成引導檔案方法參見下文“四、GRUB(GRand Unified Bootloader)、載入核心” -> “如何製作 initramfs”
我們在使用Linux作業系統的時候,我們只需按下電源鍵,等待,然後輸入賬戶和密碼就可以使用Linux作業系統了。那麼在按下電源到輸入賬號和密碼之前,作業系統都做了些什麼?下面就來講述在這段時間發生的動作。
下面以CentOS6系列為例來講解Linux的啟動流程。
一、Linux啟動流程詳解
下圖就是啟動流程的大致過程:
二、POST加電自檢
POST(PowerOnSelfTest)首先對每一個裝置進行檢查。完成後會尋找存有引導記錄的裝置,找到後讀入作業系統引導記錄,然後將系統控制權交給引導記錄,並由引導記錄來完成系統的順利啟動。
三、MBR引導
MBR(Master Boot Record) MBR記錄一般是在磁碟 0 磁軌 1 扇區,共512個位元組。前446個位元組是BootLoder,後 4*16 的 64 個位元組是存放分割槽資訊的,最後 2 個位元組是校驗資訊,一般是 55AA。
四、GRUB(GRand Unified Bootloader)、載入核心
就是MBR中的前 446 個位元組,是BooTLoader的一種,它的作用是要選擇要啟動的核心。
1、GRUB程式的組成:
主要是由device.map,menulst,stage1,stage2,以及一系列的stage1_5組成。對於這些部分我的理解是這樣:
- device.map:存放的是核心檔案的根分割槽
- menu.lis:是grub.conf的連結檔案,但是這個名字我覺得更與它的功能接近,就是選單列表。裡賣弄設定了可以選擇的核心選單。存放於stage2中。
- stage:用於grub載入程式過大,所以分2段引導,第一段存放在MBR中,第二段存放於核心檔案系統中,第一段引導完成後可以找到第二段。 但是,第二段是存放於核心檔案系統中的,此時還沒有格式化檔案系統,如何可以訪問到第二段的 menu.lst 呢??就需要藉助於中間層 stage1_5,有它來協助 stage1 段來訪問 stage2 段。stage1_5通常位於 stage1 欄位後的 63 個扇區。 由於stage2 在記憶體中存放可以使用的檔案系統不確定,所以這就是有多個 stage1_5 的原因了。
2、grub.conf 檔案引數意義
- default=1 # 預設啟動的核心title, 0 表示是第一個
- timeout=5 # 預設等待時間
- splashimage=(hd0,0)/grub/splash.xpm.gz # 指定選單的背景圖片的路徑。為xpm格式,採用gzip壓縮,只能為14bits色
- hiddenmenu # 隱藏選單
- title CentOS (2.6.32-358.el6.x86_64) # 標題名,使用者可自定義
- root (hd0,0) # 指定 grub 的根位置
- # 指定 kernel 檔案的位置,還要指出 root(系統啟動後) 的位置,掛載方式 ro,這項很關鍵。
- # 載入後會啟動 init 程序。
- kernel /vmlinuz-2.6.32-358.el6.x86_64 ro root=/dev/mapper/vg0-root rd_NO_LUKS rd_NO_DM LANG=en_US.UTF-8 rd_LVM_LV=vg0/swap rd_NO_MD SYSFONT=latarcyrheb-sun16 crashkernel=autord_LVM_LV=vg0/root KEYBOARDTYPE=pcKEYTABLE=us rhgb crashkernel=auto quiet rhgb quiet
- # 在核心啟動過程中裝載根檔案系統時有用
- initrd /initramfs-2.6.32-358.el6.x86_64.img
- # initramfs 是以 gzip 壓縮的 cpio 格式的檔案。核心啟動時將他作為一個臨時的根檔案系統。
- # grub 的 stage2 將initrd載入到記憶體裡,讓後將其中的內容釋放到內容中,
- # 核心便去執行init指令碼,這時核心將控制權交給了init檔案處理。
- # init 它也主要是載入各種儲存介質相關的裝置驅動程式。當所需的驅動程式載入完後,
- # 會建立一個根裝置,然後將根檔案系統rootfs以只讀的方式掛載。
- # 這一步結束後,釋放未使用的記憶體,轉換到真正的根檔案系統上面去,同時執行/sbin/init程式,
- # 執行系統的1號程序。此後系統的控制權就全權交給/sbin/init程序了。
如何製作 initramfs 呢?
- # 可以使用 dircut 命令,用法如下:
- # 只有在 initramfs 檔案損毀的時候會使用到
- [[email protected] ~]# dracut /mnt/initramfs-`uname -r`.img `uname -r`
- [[email protected] ~]# du -sh /mnt/initramfs-2.6.32-358.el6.x86_64.img
- 16M /mnt/initramfs-2.6.32-358.el6.x86_64.img
- [[email protected] ~]# du -sh /boot/initramfs-2.6.32-358.el6.x86_64.img
- 16M /boot/initramfs-2.6.32-358.el6.x86_64.img
- # 詳細介紹,可使用這個連結:https://zh.opensuse.org/index.php?title=SDB:Dracut&variant=zh-cn#.E5.90.AF.E7.94.A8_dracut_.E7.94.9F.E6.88.90.E7.9A.84_initramfs
3、grub的功能
1)提供選單,並提供互動式介面
e: 進入編輯模式
2)選擇要啟動的核心或系統
允許傳遞引導引數給核心
選擇介面可隱藏
- # 可以自啟動是通過 grub 像核心傳遞引數。
- # 應用之一是:修改 root 密碼(忘記密碼),使用 e 選項,傳遞單使用者指令。
3)為編輯功能提供保護機制
啟用核心檔案
選擇執行指定的核心得先輸入密碼
傳遞引數
使用e命令得先輸入密碼
- [[email protected] root]# grub-md5-crypt
- Password:
- Retype password:
- $1$Mp7Rp1$l2wzOILNUqpUhAR7zXvQb0
- # 上面是生成的加密字串
- # 然後將資訊加入到 grub.conf 檔案中,格式如下:
- password --md5 $1$Mp7Rp1$l2wzOILNUqpUhAR7zXvQb0
- # 當然加入 grub.conf 檔案的位置不同,加密效果也不一樣。
- # 加入到 title 之前的話,會加密整個選單。
- # 加入到 title 指內的話,會加密對應的作業系統的入口。
4、安裝grub的方式
1)使用grub-install命令
- # grub-install [--root-directory=/path/to/somewhere] DEVICE
2)grub互動是命令
在這裡我們自制一個精簡grub,當然啟動的時候只啟動一個bash就可以。示例是在 VMware 虛擬機器下完成的。
第一步:準備好塊新磁碟,分 2 個區出來
第二步:模擬啟動時的boot目錄,和根目錄,並掛載。如下
- [[email protected] ~]# df -H | tail -n 2
- /dev/sdd1 518M 11M 481M 3% /mnt/boot
- /dev/sdd2 2.2G 71M 2.0G 4% /mnt/sysroot
第三步:製作 grub,並生成 grub 的配置檔案
製作grub
拷貝核心檔案和 initramfs 檔案到 /mnt/boot 目錄下,並生成 grub.conf 檔案
- [[email protected] ~]# cp /boot/vmlinuz-2.6.32-358.el6.x86_64 /mnt/boot/vmlinuz
- [[email protected] ~]# cp /boot/initramfs-2.6.32-358.el6.x86_64.img /mnt/boot/initramfs.img
- [[email protected] ~]# ll /mnt/boot/
- total 20106
- drwxr-xr-x 2 root root 1024 Jul 24 20:58 grub
- -rw-r--r-- 1 root root 16542269 Jul 24 21:06 initramfs.img
- -rwxr-xr-x 1 root root 4043888 Jul 24 21:05 vmlinuz
- # 生成的 grub.conf 檔案
- [[email protected] ~]# cat /mnt/boot/grub/grub.conf
- default=0
- timeout=10
- title Mini Linux
- root (hd0,0)
- kernel /vmlinuz ro root=/dev/sda2 selinux=0init=/bin/bash
- initrd /initramfs.img
第四步: 生成根檔案系統
第五步:拷貝使用命令和庫到對應根目錄下
將剛才的磁碟映象作為另一個虛擬機器的啟動盤。
五、啟動 init 程序
init 程序是系統啟動的第一個程序。其他程序都是有此程序控制fork出來的,也就是說,init是其他程序的“祖先”,PID=1。當然,PID=0程序我們稱為空閒程序是屬於核心的。
init啟動後所做的事情:
1、讀取/etc/inittab來讀取預設級別 假設:讀取到的預設級別是 3
/etc/init/*.conf
- # 啟動級別:(runlevel)
- # 0:關機
- # 1:單使用者模式
- # 2:多使用者模式,不支援 NFS 功能
- # 3:完全多使用者模式,支援文字介面
- # 4:預留模式
- # 5:完全多使用者模式,支援圖形模式
- # 6:關機
- # /etc/inittab檔案格式如下,這是遵循了CentOS5的風格。
- id:3:initdefault:
2、執行初始化系統指令碼 /etc/rc.d/rc.sysinit 來初始化指令碼
這個大家有機會可以讀讀,指令碼主要的作用如下:
- # 獲取網路環境與主機型別。首先會讀取網路環境設定檔案"/etc/sysconfig/network",獲取主機名稱與預設閘道器等網路環境。
- # 答應文字歡迎資訊。
- # 掛載/etc/fstab檔案中定義的其它檔案系統。
- # 啟用swap
- # 檢測根檔案系統,並以讀寫方式重新掛載
- # 決定是否啟動SELinux和udev。
- # 介面裝置的檢測與即插即用(pnp)引數的測試。
- # 使用者自定義模組的載入。使用者可以再"/etc/sysconfig/modules/*.modules"加入自定義的模組,此時會載入到系統中。
- # 載入核心的相關設定。按"/etc/sysctl.conf"這個檔案的設定值配置功能。
- # 設定系統時間(clock)。
- # 設定終端的控制檯的字形。
- # 設定raid及LVM等硬碟功能。
- # 以方式檢視檢驗磁碟檔案系統。
- # 進行磁碟配額quota的轉換。
- # 重新以讀取模式載入系統磁碟。
- # 啟動quota功能。
- # 啟動系統隨機數裝置(產生隨機數功能)。
- # 清楚啟動過程中的臨時檔案。
- # 將啟動資訊載入到"/var/log/dmesg"檔案中。
3、然後執行 /etc/rc.d/rc 指令碼
此指令碼執行的時候此指令碼的時候,會讀取/etc/rc.d/rc3.d/下的所有指令碼,來控制系統啟動的時候啟動或者關閉那些服務
- # 這裡面的指令碼大致分為 2 類,以 S 開頭的和以 K 開頭的指令碼。
- # S 代表開機時啟動的,K 表示開機時不啟動。
- # 每個檔案的命名格式,例如:S01sysstat S 開機啟動 01 啟動次序 sysstat 啟動指令碼名
- # 啟動的定義是在每個指令碼中定義的:例如
- # # chkconfig: - 85 15
- # 預設級別 啟動次序 不啟動次序
這些指令碼是否開機自啟動,可由 chkconfig 命令來管理。
- # 常用選項:
- # chkconfig --add SRV_SCRIPT 可以將自己寫的一些指令碼,讓此命令統一管理。例如:chkconfig --add httpd
- # chkconfig --del SRV_SCRIPT 將服務刪除,意思就是服務不由chkconfig這種機制來管理
- # chkconfig SRV_SCRIPT {on|off} 設定服務開機是否自啟動,預設管理的級別是2345.
- # --level 2345 等,指定預設級別,可以與其他選項一起使用
4、執行/etc/rc.d/rc.local指令碼,此指令碼是啟動過程中最後啟動的一個指令碼。
最後會執行 /bin/login 登入使用者。至此係統啟動過程完成。
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