Linux系統開機引導

開機自檢（BIOS）——>MBR引導——>GRUB選單——>載入核心（kernel) ——>執行INIT進程

開機自檢（BIOS）// 載入 BIOS 的硬體資訊、進行自我測試,並依據設定獲得第一個可開機的裝置
1.啟動BIOS：固化在主機板上的晶片 Del 、F2
2.POST ( power on self test )系統檢查：檢查核心硬體是否正常
3.裝置初始化 : 初始化驅動程式，分配資源
4.引導裝置選擇：使用光碟機，硬碟還是PXE引導

5.移交執行區域：載入引導裝置的第一個磁區（512Byte)

BOIS ：基本輸入/輸出系統 （微型 作業系統）,儲存計算機基本硬體的資訊
作用：加電自檢 、初始化、引導作業系統
BIOS 唯讀晶片，BIOS 的引數寫在 CMOS中。有塊小電池為CMOS供電
南北橋是主機板上最大的晶片，

由於軟碟機已不再使用，某些BIOS在啟動時檢測不到軟碟機會提示錯誤，需要將其遮蔽
建議在BIOS配個密碼，提高計算機的安全性，確保只有有許可權的人員才能修改BIOS的引數
若管理員不記得某個電腦的BIOS密碼，需要清空BIOS密碼 1）清除CMOS的跳線，2）清除CMOS的按鈕

故障排除：
1.POST 資訊，包括檢測過程和錯誤提示
啟動時顯示 “CMOS battery failed" ：需更換新電池
啟動時顯示 ”Floppy disk is fail Press F1 to continue,Del to setup" : 無法驅動軟碟機，按F1建繼續
2. 根據報警音排除
蜂鳴器長鳴 - 記憶體錯誤，清理灰塵，或更換一條插槽

MBR 引導
讀取並執行第一個開機裝置內 MBR 的 boot Loader(grub 等程式)，依據 boot loader 的設定載入 Kernel，Kernel 會開始檢測硬體與載入驅動程式；
boot loader 的作用就是載入核心
boot loader 裝入 kernel，然後 kernel 需要執行/sbin/init
BIOS 向GRUB傳遞控制權

GRUB載入程式 （GNU贊助的專案）
載入程式的兩個工作階段
stage1 : 第一階段的載入程式在MBR裡面(446Byte)，第一階段用來定位裝載第二階段的載入程式
stage2: 第二階段指載入程式本身，會執行某種應用程式並讀取相應的設定資訊
stage1.5：是stage1和stage2之間的橋樑，由於stage1不能識別檔案系統格式，需要stage1.5來引導位於某個檔案系統當中的stage2
stage1——>stage1.5——>stage2——>grub.conf （Stage2 這個檔案會載入/boot/grub/grub.conf 這個檔案）

刪除stage 的這三個檔案仍然能夠正常啟動,只是刪除了檔名，資料還在，stage1只是MBR中前446位元組的備份
stage1包含了stage2的實體地址，刪除stage2還可以直接找stage2的實體地址，所以能正常啟動

stage1 這個檔案的大小，發現他正好是 512 位元組
那就是（我個人認為）這個 stage1 就是 MBR。所以說，
Stage1 是執行 boot loader 的主程式，它是安裝在我們的啟動磁區。？？
device.map 記錄 grub 安裝在哪個磁碟上；

1) BIOS 將控制權交給硬碟的主引導區，即 MBR。
2) MBR 中的 bootloader(stage1)通過內建的地址載入*stage1_5。
3) bootloader 通過*stage1_5 的內容，將分割區中的 stage2 載入。
4) stage2 此時就可以在檔案系統中將 grub.conf 檔案載入，讓使用者看到選項介面。

#shred
-u
:#shred -u stage2
#grub-install /dev/sda //全部修復stage1 ,stage1.5,stage2

INIT進程初始化
INIT進程 ：由Linux 核心載入執行/sbin/init 程式，是系統中第一個進程，PID號永遠為1

/sbin/init
在核心載入完畢、進行完硬體檢測與驅動程式載入後，此時主機硬體已經準備就緒了，這時候核心會主動的呼叫第一支程式，那就是 /sbin/init
/sbin/init 最主要的功能就是準備軟體執行的環境，包括系統的主機名、網路設定、語言、檔案系統格式及其他服務的啟動等。

/etc/inittab
設定預設的 runlevel (開機執行級別)，Linux 就是通過設定 run level 來規定系統使用不同的服務來啟動，讓 Linux 的使用環境不同
執行級別：執行Linux系統的不同模式，每種模式對應不同的服務程式組合
預設的7種執行級別
0：關機狀態 1：當使用者模式 2:字元介面的多使用者模式（不支援網路） 3：字元介面的完整多使用者模式 4：為分配使用 5：圖形介面的多使用者模式 6：重新啟動

#runlevel 檢視執行級別
切換前的執行級別 當前執行級別
第一個字元為“N”表示之前未切換過執行級別
#init n（1-6）臨時切換執行級別引數

/etc/init/ (不要與目錄/etc/init.d 混淆，/etc/init.d 中包含的是服務指令碼)

/etc/init/rcS.conf
通過啟動大部分的基本服務來對系統進行初始化的設定

/etc/init/rc.conf
對啟動各自的執行級別（runlevel）的設定

/etc/init/control-alt-delete.conf
定義當使用者按“control-alt-delete”三個鍵時的系統行為

/etc/init/tty.conf /etc/init/serial.conf
定義了系統處理終端登入的方式

/etc/rc.d/

/etc/rc.d/rc
根據指定的執行級別，載入或終止相應的系統服務，傳入引數X， 觸發相應的runleve事件

/etc/rc.d/rc.sysinit
由init進程呼叫執行，完成設定網路、主機名、載入檔案系統等初始化工作; 系統模組與相關硬體資訊的初始化

/etc/rc.d/rcn.d/* // 按事先設定的優先順序依次啟動
包含執行級別 n 執行服務狀態設定的符號連線
控制系統在相應執行級別會自動啟動或停止的服務
符號連線名稱：Lddservice_name
L：K / S ，表示停止或啟動服務
dd : 兩位數位表示啟動或停止服務的順序
:# ls -l /etc/rc.d/rc5.d | grep crond
:# ls -l /etc/rc.d/rc0.d | grep crond

/etc/rc.local 指令碼 // 使用者自定義開機啟動指令碼，由rc指令碼呼叫執行
把想啟動的指令碼寫到這個檔案中，開機就能啟動了，注意一點，寫在這裡面的指令碼要使用絕對路徑。只有2、3、4、5級別執行這個檔案
:#cat /etc/rc.local
:#ls -l /etc/rc.d/rc?.d/* | grep rc.local


/etc/sysconfig/init
除了這些通用的檔案，在檔案/etc/sysconfig/init 中還有一些額外的設定在這裡，定義
了一些引數來決定啟動資訊的格式。除了那些不很重要的設定，有三行我們需要注意：

/var/log/dmesg / #dmesg
儲存系統啟動資訊

檢視開機流程順序
1.GRUB Loading Stage2 // BIOS 向GRUB傳遞控制權
2. 引導系統核心
3. 啟動initrd 掛載虛擬根目錄切換真實根目錄 (switching root)
4. 載入rc.sysinit指令碼（welcom to Red Hat Enterprise Linux Server)
5. 重新讀寫掛載檔案系統
6. 進入相應的執行級別，rc.sysinit到此結束
7. 啟動相應執行級別下的指令碼（/etc/rc.d/rcn.d)

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系統啟動過程排錯

1.使用救援模式引導您的計算機 （使用救援磁碟或者安裝盤）
在沒有安裝紅帽企業版 Linux 的計算機中引導命令列 Linux 系統。這可讓您使用執行 Linux 系統的程式和功能以便修改或者修復已經安裝在您計算機中的系統。
修復模式下，把硬碟的/分割區掛到了/mnt/sysimage 下，把/boot 掛到了/mnt/sysimage/boot 下。如果沒有提示你 chroot /mnt/sysimage 那麼就說明你不可以直接執行 chroot /mnt/sysimage 掛載/根目錄，那麼為啥出現這個提示，是因為我們的 fstab 這個檔案損壞，需要恢復該檔案後，才可以直接掛載/。
進入救援模式後無法掛載根檔案系統（即chroot無效），此時 #which bash ; cp /usr/bin/bash /mnt/sysimage/bin/bash 即拷貝記憶體中的bash到虛擬根檔案系統
救援模式下，如果還處於虛擬根環境下，就不要安裝軟體，安裝到光碟中去了
涉及到載入程式和MBR的用救援模式

2.引導到單使用者模式 : 做一些系統維護，修改密碼等。（在核心命令列後加 1）
進入單人維護模式，而這時候/是唯讀的狀態 mount -o remount,rw /

3.修改核心命令列引數排錯
如：init進程相關組態檔被誤刪，系統停滯，無法完成初始化
避開/sbin/init 啟動系統，如果重要的組態檔損壞，新增引數init=/bin/bash

4.直接在grub> 下輸入命令進行修復，如grub.conf 檔案丟失

Linux 在啟動時可能出現的 trouble 的地方
第一階段：MBR 裡面的引導管理器(IPL, Initial Program Loader)grub 損壞。

第二階段： stage1.5, stage2 損壞；找不到 grub.conf ； 找不到 kernel

第三階段： 找不到 initramfs .img； fstab 分割區掛載失敗； 磁碟卷標不匹配或丟失

第四階段： inittab 初始化指令碼失敗 ；圖形介面載入失敗；服務進程錯誤

常見症狀
1. 不顯示引導載入器初始螢幕或提示
grub 設定錯誤；引導區損壞；寫入引導區之後，BIOS設定（例如磁碟定址方案）被修改

2.無法載入任何核心區域或只載入部分核心，隨後出現異常
核心映象損壞；通過啟動載入傳遞到核心的引數錯誤

3.已完全載入核心，但嘗試掛載root檔案系統並執行/sbin/init時，發生異常或故障
啟動載入器設定錯誤；/sbin/init 損壞或 /etc/inittab設定錯誤；root檔案系統已損壞或不可掛載

4.已完全載入核心，/etc/rc.d/rc.sysinit 已經啟動但中斷
缺少/bin/bash 或它已損壞；/etc/fstab 可能出現錯誤，對檔案系統進行掛載和fsck操作時很明顯；損壞的非root檔案系統（因無法進行fsck操作）

5.執行級別錯誤（典型服務）
沒有為指定執行級別設定有故障的服務所需的其他服務；特定於服務的設定錯誤

常見現象：
一、螢幕一片黑，無法看到 grub 介面 // MBR 裡面的 grub 損壞
法一 進入修復模式
sh-4.1# chroot /mnt/sysimage
sh-4.1# grub
grub> root （hd0,0)
grub> setup (hd0)
注意：
1、此方法修復 grub 依賴於/boot/grub/grub.conf，如果 grub.conf 不存在，則需手工建立一個。建立方法請參考下文。
2、用此方法修復 grub 是把/boot/grub 下的 stage 映象安裝到硬碟上的特定位置上。所以使用此法修復 grub 僅限於是硬碟上的 stage1（在 MBR 裡）以及 stage1.5，修復依賴於/boot/grub 下的 stage1, stage1.5, stage2 映象。如果這幾個映象也遭到破壞， 則此法無效。
法二 進入修復模式
SH-4.1# chroot /mnt/sysimage
SH-4.1# grub-install /dev/sda
注意：
1、此方法修復 grub 依賴於/boot/grub/grub.conf，如果 grub.conf 不存在，則需手工建立一個。
2、此方法不依賴於 grub.conf，當/boot /grub 下檔案都找到破壞，亦可用次命令修復。但不修復 grub.conf。

二、grub 警告：Error 15——stage1.5 報錯，極有可能是stage1.5 載入 stage2 失敗
grub-install /dev/sda 不一定能成功。 grub-install 的安裝必須依賴 grub.conf 這個設定。如果這個設定不存在，grub 是 install 不了的。按以下方法對修復grub.conf
注意：
1、初始狀態的 stage1 並不會去讀取/boot/grub/下的 stage1.5 和 stage2。位於 MBR 的 stage1會去讀取硬碟某個位置的 stage1.5，然後直接引導核心。
2、如果機器上的 grub 是經過修復的，比如用 grub-install 或者進入 grub 然後 setup 過。那麼就不一樣了。此時 stage 會去引導/boot/grub 下的 stage2。

三、Grub>： 直接進入 grub shell 介面——找不到 grub.conf 檔案
法一
有些組態檔是 rpm 自帶的。在安裝 rpm 時會自動生成。但是，有些組態檔是根據你機器設定事實生成的。這種組態檔就不一定能靠重灌相關的包來修復。自己手動重寫。
修復：進入修復模式，參照下面所示根據實際環境編輯 grub.conf
sh-4.1# chroot /mnt/sysimage
sh-4.1# echo /boot/vmlinuz -2.6.32-220.el6.i686 >> /boot/grub/grub.conf
sh-4.1# echo /boot/initramfs -2.6.32-220.el6.i686.img >> /boo t/grub/grub.conf
法二
grub> root (hd0,0)
grub> kernel /vmvmlinuz-2.6.32-279.el6.i686 (補齊）ro root=/dev/sda2
grub> initrd /initramfs-2.6.32-279.el6.i686.img (補齊）
grub> boot
此時可啟動系統，啟動系統後修復核心組態檔

四、grub 警告：Error 15: File not found——找不到 kernel 或者 initrd.img // Stage1.5 報錯。
首先確定 kernel 以及 initrmfs.img 檔案是否存在 ——> 確定指定 kernel 所在磁碟分割區的 root 引數是否寫對 (在 grub 介面利用<TAB>自動補全功能檢查/boot/grub/grub
.conf 設定是否正確。)
1. 如果發現核心丟失 進入修復模式，掛載安裝盤，強制重灌核心
進入修復模式
sh-4.1# chroot /mnt/sysimage
sh-4.1# mount /dev/cdrom /media
sh-4.1# cd /media/Packages
sh-4.1# rpm -ivh --force kernel-2.6.32-220.el6.i686.rpm
sh-4.1# reboot
2. 如果 initramfs.img 檔案丟失，可以使用 mkinitrd 命令新建
進入修復模式
sh-4.1# chroot /mnt/sysimage
sh-4.1# mkinitrd /boot/initramfs -$(uname -r).img $(uname-r)

五、Kernel panic （原因很多)
Switchroot: mount failed: No such file or directory
Kernel panic – not syncing: Attempted to kill init! ——核心掛載 root 分割區失敗
常見的原因有root 分割區遭到破壞，或者核心不能正確定位 root 分割區。
1.如果是 root 分割區遭到破壞，那麼這個不在我們討論的範圍之內。
2. 如果是核心不能正確定位 root 分割區，則我們可以嘗試修復之。通常情況下核心如何定位 root 分割區呢？一般是通過 grub 在引導起核心的時候，給核心指定 root 分割區的位置。
檢查 kernel 選項引數。核對 root 引數是否正確

六：/etc/fstab 檔案錯誤或者丟失

檔案丟失怎麼辦？
1.使用備份的檔案還原
2.安裝該檔案的軟體 #rpm -qf [檔案絕對路徑]
3.參照組態檔手寫或匯入（echo)

命令丟失且不能安裝軟體包怎麼辦？
#which rpm
#rpm -qf /bin/rpm
#cp /mnt/Packages/rpm-4.8.0-32.el6.i686.rpm /test
#rpm2cpio rpm-4.8.0-32.el6.i686.rpm > rpm.cpio
#file rpm.cpio
#cpio -id < rpm.cpio
#ls /test/bin