Linux系统启动流程及故障处理

Linux系统启动流程及故障处理

Linux组成

kernel+rootfs

kernel：进程管理、内存管理、网络管理、驱动程序、文件系统、安全功能

rootfs：程序和glibc

库：函数集合，function调用接口

      过程调用：procedure，无返回值

      函数调用：function

程序：二进制文件

内核设计：

      单内核：Linux，把所有功能集成于同一个程序，在/boot/下vmlinuz-3.10.0-957.el7.x86_64

      微内核：Windows，每种功能使用一个单独子系统实现

Linux内核

      支持模块化：.ko（内核对象），如文件系统、硬件驱动、网络协议等

[root@clouder ~]# locate  ext4.ko

/lib/modules/2.6.32-358.el6.x86_64/kernel/fs/ext4/ext4.ko

[root@clouder ext4]# ll -h ext4.ko

-rwxr--r--. 1  root root  607K  Jan 30  2013  ext4.ko

      支持内核模块的动态装载和卸载

组成部分

内核核心文件：/boot/vmlinuz-VERSION-RELEASE（此文件不是安装系统时生成的，而是从光盘复制过来的）

辅助的虚拟文件系统-ramdisk：（系统安装时生成的，可以使用命令mkinitrd进行生成）

      centos5：/boot/initrd-VERSION-RELEASE.img

      centos6,7：/boot/initramfs-VERSION-RELEASE.img

模块文件：/lib/modules/VERSION-RELEASE

CentOS5，6启动流程：

1. POST加电自检并获取引导设备（光盘、磁盘、U盘），读取第一个引导设备的MBR分区信息，加载GRUB引导程序
2. 加载内核文件，开始驱动硬件设备
3. 找到根分区（在/boot/grub/grub.conf文件中有定义：root=DEV目录）中init程序并启动init进程
4. init进程读配置文件/etc/inittab，获取默认的运行级别
5. init进程执行初始化脚本/etc/rc.d/rc/sysinit，获取主机名、加载网络以及文件系统等
6. 根据默认运行级别，执行脚本/etc/rc.d/rc 5，启动运行级别5对应的服务（触发/etc/rc.d/rc5.d/目录下所有的脚本）
7. init执行运行的各个批处理文件（执行/etc/rc.d/rc5.d/目录下所有的脚本）
8. init执行/etc/rc.d/rc.local
9. 执行/bin/login程序，等待用户登录
10. 登录后开始用shell操作主机

解析：

POST:Power-on-self-test，是BIOS功能的一个主要部分，集成在主板中的一段程序，负责完成对CPU、主板、内存、接口等硬件情况的检测。

ROM：只读的，BIOS—Basic input output system，保存着有关计算机系统最重要的基本输入输出程序，系统信息设置、开机加电自检程序和系统启动的自举程序等。

RAM：CMOS互补金属氧化物半导体，保存各项参数的设定，按次序查找引导设备，第一个有引导程序的设备为本次启动设备，CMOS由主板上的电池供电，保存数据。

bootloader：引导加载器，引导程序，GRUB：GRand Unified Bootloader，centos7上使用的grub2

MBR:磁盘第一个扇区的前446字节，含有64字节分区表，还有其它一些空间是给bootloader的

GRUB：

第1阶段在前446字节（不属于任何分区，二进制形式存放数据），启动完后寻找/boot/grub分区

第1.5阶段放在磁盘的第二个扇区或其它扇区，存放着/boot分区的文件系统驱动，进入到/boot分区

第2阶段读取放在/boot/grub/目录下的各个文件，生成启动引导菜单，然后以只读方式挂载“/”目录，这时需要读取/boot/目录下的vmlinuz-RELEASE.img文件，获取根分区文件系统的驱动，从而挂载根目录。

      init进程：进程类型

           SysV：标准的init（/sbin/init），CentOS5及之前，配置文件为/etc/inittab

           Upstart：升级版的init（/sbin/init），CentOS6版本，配置文件/etc/inittab，/etc/init/*.conf

             Systemd：systemd（/lib/systemd/systemd），CentOS7版本，配置文件/usr/lib/systemd/system，/etc/systemd/system

    init进程/etc/rc.d/rc/sysinit执行初始化脚本。

/etc/inittab文件说明了系统启动级别：

#   0 - halt (Do NOT set initdefault to this)

#   1 - Single user mode      #当忘记root密码时，在启动菜单按a键进入编辑模式，在quiet后面加上相应的字符：quiet 1（S s single）进入单用户模式，修改root密码

#   2 - Multiuser, without NFS (The same as 3, if you do not have networking)

#   3 - Full multiuser mode

#   4 - unused

#   5 - X11

#   6 - reboot (Do NOT set initdefault to this)

/etc/rc.d/rc.sysinit系统初始化脚本

1.设置默认主机名

2．设置欢迎信息

3.激活udev和selinux

4.挂载/etc/fstab文件定义的文件系统

5.检测根文件系统，并以只读方式重新挂载文件系统

6.设置系统时钟

7.激活swap设备

8.根据/etc/sysctl.conf文件设置内核参数

9.激活lvm及software raid设备

10.加载额外设备的驱动程序

11.清理操作

chkconfig命令用来管理独立服务是否开机启动。

chkconfig  iptalbes  off关闭的是运行级别为2345下的iptables服务。

yum安装xinetd程序，管理瞬态（Transient）服务被xineted进程所管理

进入的请求首先被xinetd代理

配置文件：/etc/xinetd.conf、/etc/xinetd<service>与libarap.so文件链接

同样适用chkconfig命令查看与管理服务。

[root@clouder /]# yum  install  xinetd*  -y

 在centos6中的level3界面下，按下Ctrl+Alt+Delete键后系统会自动重启。

原因是在/etc/init/control-alt-delete.conf（在/etc/inittab中有说明）文件中定义了这个事件。

最好注释掉按三个键重启的行：#exec /sbin/shutdown -r now "Control-Alt-Delete pressed"

实验：

当/boot/目录下的initramfs-2.6.32-358.el6.x86_64.img文件损坏后如何修复？

解答：

当/boot/initramfs-2.6.32-358.el6.x86_64.img文件损坏后，系统可以进入到系统启动菜单选项，但无法正常进入系统。

修复步骤：

1、重启系统，进入救援模式，切换到本地硬盘实际的根目录

chroot  /mnt/sysimage

2、使用mkinitrd命令进行修复，执行命令后需要等待文件的生成。

mkinitrd  /boot/initramfs-`uname  -r`.img  `uname  -r`

3、文件生成后，可以多执行几次sync命令，让文件写入到磁盘，重启系统即可。

实验：

当/boot/目录下的vmlinuz-2.6.32-358.el6.x86_64文件损坏后如何修复？

解答：

在Redhat6.4中，当/boot/vmlinuz-2.6.32-358.el6.x86_64文件丢失后，系统可以进入到系统启动菜单选项，但无法正常进入系统，提示错误Error 15：File not found。

修复步骤：

1、 进入救援模式，切换到本地硬盘实际的根目录

chroot  /mnt/sysimage

2、 df查看光盘是否挂载，如果光盘没有挂载，手动挂载光盘：

mkdir  /xiufu

mount  /dev/cdrom  /xiufu

3、 将光盘目录下的vmlinuz文件复制到/boot/目录

cp  /xiufu/isolinux/vmlinuz  /boot/vmlinuz-`uname -r`

4、多执行几次sync命令同步内存和磁盘数据，exit退出救援模式，重启系统即可。

实验：

系统MBR被损坏，grub第一阶段也被损坏，无法进入系统，如何修复？

解答：

MBR占用的512个字节（主要有引导程序和分区表）被损坏后，主机认为本地磁盘失去引导功能，无法引导系统，系统会从网络或光盘寻找引导项，如果没有网络和光盘，会提示Opertating System not found。需要使用

grub-install命令修复，gurb-install修复的是系统grub的全阶段，而不是只修复MBR。

修复步骤：

1、制作U盘启动或使用其他方式挂载光盘，进入救援模式，切换到本地硬盘实际的根目录（光盘系统中没有grub-install命令，需要切到本地磁盘的根目录）

chroot  /mnt/sysimage/

2、查看本地硬盘信息，使用grub-install命令进行修复

df  -hT    ##确定本地磁盘为/dev/sda

grub-install  /dev/sda

修复完成后会提示：

#this device map was generated by anaconda

(hd0)    /dev/sda

使用命令查看MBR信息已修复，命令：

hexdump -C /dev/sda -n 512 –v

3、多执行几次sync命令，同步内存和磁盘的数据，exit退出救援模式，重启即可

实验：

grub第二阶段被损坏，无法进入系统，如何修复？

解答：

      第二阶段被损坏后，系统无法找到/boot分区的文件系统驱动，无法进入到/boot分区（与MBR被损坏后的现象不一样），现象为：黑屏界面，白色光标闪烁。

修复方法：

优先使用gurb-install修复，sync同步，重启系统

 使用grub命令修复MBR

[root@lmstest ~]# grub

Probing devices to guess BIOS drives. This may take a long time.

    GNU GRUB  version 0.97  (640K lower / 3072K upper memory)

 [ Minimal BASH-like line editing is supported.  For the first word, TAB

   lists possible command completions.  Anywhere else TAB lists the possible

   completions of a device/filename.]

grub> root  (hd0,0)

root (hd0,0)

 Filesystem type is ext2fs, partition type 0x83

grub> setup  (hd0)

setup (hd0)

 Checking if "/boot/grub/stage1" exists... no

 Checking if "/grub/stage1" exists... yes

 Checking if "/grub/stage2" exists... yes

 Checking if "/grub/e2fs_stage1_5" exists... yes

 Running "embed /grub/e2fs_stage1_5 (hd0)"...  27 sectors are embedded.

succeeded

 Running "install /grub/stage1 (hd0) (hd0)1+27 p (hd0,0)/grub/stage2 /grub/grub.conf"... succeeded

Done.

总结：

1、在/boot/grub/目录中，除去grub.conf和splash.xpm.gz文件的所有文件，是grub命令用来恢复全阶段启动项的备份文件，删除后不影响系统正常启动，但使用grub修复系统时，提示失败。

2、使用grub-install  /dev/sda修复时，会生成/boot/grub/下的文件。

3、一旦使用grub命令修复后，/boot/grub/目录下的所有文件都变成系统启动的必需文件，丢失后启动提示：ERROR 15。

4、在/boot/grub/目录中，grub.conf文件是grub的配置文件，十分关键。

grub.conf文件详解：

[root@lmstest grub]# cat  grub.conf

# grub.conf generated by anaconda

# NOTICE:  You have a /boot partition.  This means that

#          all kernel and initrd paths are relative to /boot/, eg.

#          root (hd0,0)

#          kernel /vmlinuz-version ro root=/dev/mapper/vg0-lv0

#          initrd /initrd-[generic-]version.img

#boot=/dev/sda

default=0

timeout=5

splashimage=(hd0,0)/grub/splash.xpm.gz

hiddenmenu

title Red Hat Enterprise Linux (2.6.32-358.el6.x86_64)

        root (hd0,0)

        kernel  /vmlinuz-2.6.32-358.el6.x86_64   ro  root=/dev/mapper/vg0-lv0   rd_NO_LUKS  LANG=en_US.UTF-8   rd_LVM_LV=vg0/lv0   rd_NO_MD SYSFONT=latarcyrheb-sun16   crashkernel=128M   KEYBOARDTYPE=pc   KEYTABLE=us rd_NO_DM rhgb quiet

        initrd /initramfs-2.6.32-358.el6.x86_64.img

[root@clouder grub]# ls

device.map     fat_stage1_5  grub.conf         jfs_stage1_5  minix_stage1_5     splash.xpm.gz  stage2         vstafs_stage1_5  e2fs_stage1_5  ffs_stage1_5  iso9660_stage1_5  menu.lst      reiserfs_stage1_5  stage1         ufs2_stage1_5  xfs_stage1_5

Linux系统启动流程及故障处理

原文：https://www.cnblogs.com/jason-zxj/p/12511505.html