grub legacy、內核編譯

grub legacy

grub: GRandUnified Bootloader
    grub 0.x: grub legacy
    grub 2.x: grub2

grub legacy:
        stage1: mbr
        stage1_5: mbr之后的扇區，放置/boot的文件系統驅動，讓stage1中的bootloader能識別stage2所在的分區上的文件系統
        stage2：磁盤分區(/boot/grub/)，提供開機菜單
  配置文件：/etc/grub.conf–>/boot/grub/grub.conf    stage2及內核等通常放置于一個基本磁盤分區

  功用：
  (1) 提供啟動菜單、并提供交互式接口（臨時修改，不會永久有效）
        a：內核參數，
        e: 編輯模式，用于編輯菜單
        c: 命令模式，交互式接口
  (2) 加載用戶選擇的內核或操作系統
        允許傳遞參數給內核
        可隱藏啟動菜單
  (3) 為菜單提供了保護機制
        為編輯啟動菜單進行認證
        為啟用內核或操作系統進行認證

grub的命令行接口
    help: 獲取幫助列表
    help KEYWORD: 詳細幫助信息
    find (hd#,#)/PATH/TO/SOMEFILE：判斷文件是否存在
    root (hd#,#) 設定該分區為根設備，再查找時可不用跟設備名
    kernel /PATH/TO/KERNEL_FILE: 設定本次啟動時用到的內核文件；額外還可添加許多內核支持使用的cmdline參數
    max_loop=100
    selinux=0  禁用selinux
    init=/path/to/init
    initrd /PATH/TO/INITRAMFS_FILE: 設定為選定的內核提供額外文件的ramdisk；
    boot: 引導啟動選定的內核

識別硬盤設備：
    (hd#,#)
    hd#: 磁盤編號，用數字表示；從0開始編號
    #: 分區編號，用數字表示; 從0開始編號
        (hd0,0) 第一塊硬盤，第一個分區

手動在grub命令行接口啟動系統：
    grub> root (hd#,#)
    grub> kernel /vmlinuz-VERSION-RELEASE roroot=/dev/DEVICE
    grub> initrd /initramfs-VERSION-RELEASE.img
    grub> boot

配置文件：/boot/grub/grub.conf
    default=#:     設定默認啟動的菜單項；落單項(title)編號從0開始
    timeout=#： 指定菜單項等待選項選擇的時長
    splashimage=(hd#,#)/PATH/TO/XPM_FILE：菜單背景圖片文件路徑，設置錯誤將無法啟動
    hiddenmenu： 隱藏菜單
    password [–md5] STRING:  在第一個title上,啟動菜單編輯認證
    ———————————————————-
    title TITLE： 定義菜單項“標題”, 可出現多次
    root (hd#,#)： grub查找stage2及kernel文件所在設備分區；為grub“根”
    kernel /PATH/TO/VMLINUZ_FILE [PARAMETERS]： 啟動的內核及其參數    或
    initrd /PATH/TO/INITRAMFS_FILE:  內核匹配的ramfs文件
    password [–md5] STRING:  在某個title內,啟動選定的內核或操作系統時進行認證
    ———————————————————-
    省略root (hd#,#)時
    kernel (hd#,#)/PATH/TO/VMLINUZ_FILE [PARAMETERS]
    initrd (hd#,#)/PATH/TO/INITRAMFS_FILE

grub加密密碼口令：  grub-md5-crypt  密碼口令

破解root口令：
啟動系統時，設置其運行級別1，進入單用戶模式：
    (1) 編輯grub菜單(選定要編輯的title，而后使用e命令);
    (2) 在選定的kernel后附加1, s, S或single都可以；
    (3) 在kernel所在行，鍵入“b”命令
  或
    (1) 編輯grub菜單(選定要編輯的title，而后使用a命令)；
    (2) 輸入1, s, S或single都可以；
    (3) 回車啟動

安裝grub：
(1) grub-install
    安裝grub stage1和stage1_5到/dev/DISK磁盤上，并復制GRUB相關文件到DIR/boot目錄下
    grub-install –root-directory=DIR /dev/DISK
(2) grub
    grub> root (hd#,#)
    grub> setup (hd#)

自制linux系統
    1、分區并創建文件系統
         fdisk /dev/sdb
    2、分兩個必要的分區  
        /dev/sdb1對應/boot /dev/sdb2對應/
        mkfs.ext4 /dev/sdb1
    3、掛載boot
        mkdir/mnt/boot
        mount /dev/sdb1 /mnt/boot
    4、安裝grub
        grub-install –root-directory=/mnt/dev/sdb
    5、恢復內核和initramfs文件
        cp /boot/vmlinuz-2.6.32-642.el6.x86_64 /mnt/boot/
        cp /boot/initramfs-2.6.32-642.el6.x86_64.img /mnt/boot
    6、建立grub.conf文件
        vim /mnt/boot/grub.conf
        kernel /vmlinuz-2.6.32-642.el6.x86_64 root=/dev/sda2 selinux=0 init=/bin/bash
        chroot /mnt/sysroot
    7、創建一級目錄
        mkdir /mnt/sysroot
        mount /dev/sdb2 /mnt/sysroot
        mkdir –pv /mnt/sysroot/{etc,lib,lib64,bin,sbin,tmp,var,usr,sys,proc,opt,home,root,boot,dev,mnt,media}
    8、復制bash和相關庫文件

救援環境
  在根文件系統無法使用時需要，如/bin/mount刪除
  對系統沒有特殊要求
  從光盤引導（boot.iso或者安裝光盤#1）
  從USB盤（由boot.iso制作）引導

1、文件系統重組
    Anaconda將會詢問是否應該掛載文件系統
    /mnt/sysimage/*
    /mnt/stage2
    $PATH包括硬盤的目錄
2、文件系統節點
    提供系統特定的設備文件
    mknod了解major/minor #’s

3、系統配置文件丟失修復
   系統在引導期間，很重要的一個過程就是init進程讀取其配置文件/etc/inittab，啟動系統基本服務程序及默認運行級別的服務程序完成系統引導，如果/etc/
inittab誤刪除或修改錯誤，Linux將無法正常啟動。此時，只有通過救援模式才可以解決此類問題。

（1）有備份文件的恢復辦法：
    進入救援模式，執行chroot命令后，如果有此文件的備份（強烈建議系統中的重要數據目錄，如/etc、/boot等要進行備份），直接將備份文件拷貝回去，退出重啟即可。如果是配置文件修改錯誤，如比較典型的/boot/grub/grub.conf及/etc/passwd的文件修改錯誤，也可以直接修正恢復。假設有備份文件/etc/inittab.bak，則在救援模式下執行：
    sh-3.1# chroot/mnt/sysimage
    sh-3.1# cp /etc/inittab.bak /etc/inittab

（2）沒有備份文件的恢復辦法
    如果一些配置文件丟失或軟件誤刪除，且無備份，可以通過重新安裝軟件包來恢復，首先查找到/etc/inittab屬于哪一個RPM包
    # chroot /mnt/sysimage
    # rpm -qf /etc/inittab
    initscripts-9.03.49-1.el6.centos.x86_64
    退出chroot模式：
    # exit

    掛載存放RPM包的安裝光盤（在救援模式下，光盤通常掛載在/mnt/source目錄下）：
    # mount /dev/sr0 /mnt/source
    CentOS6系統的RPM包存放在光盤Package目錄下，另外，因為要修復的硬盤系統的根目錄在/mnt/sysimage下，需要使用–root選項指定其位置。覆蓋安裝/etc/inittab文件所在的RPM包：
    # rpm -ivh –replacepkgs | force /mnt/source/Packages/
    initscripts-9.03.49-1.el6.centos.x86_64.rpm
    其中的rpm命令選項“–replacepkgs”表示覆蓋安裝，執行完成后，即已經恢復了此文件。

    如果想只提取RPM包中的/etc/inittab文件進行恢復，可以在進入救援模式后，執行命令：
    # rpm2cpio /mnt/source/Packages/initscripts-9.03.49-1.el6.centos.x86_64.rpm | cpio -idv /etc/inittab
    # cp /etc/inittab /mnt/sysimage/etc/
    注意此命令執行時不能將文件直接恢復至/etc目錄，只能提取到當前目錄下，且恢復的文件名稱所在路徑要寫完整的路徑。提取文件成功后，將其復制到根分區所在的/mnt/sysimage目錄下相應位置即可

內核編譯
  單內核體系設計、但充分借鑒了微內核設計體系的優點，為內核引入模塊化機制。

內核組成部分：
    kernel: 內核核心，一般為bzImage，通常在/boot目錄下，名稱為vmlinuz-VERSION-RELEASE；
    kernel object: 內核對象，一般放置于/lib/modules/VERSION-RELEASE/
        [ ]: N
        [M]: M
        [*]: Y
    輔助文件：ramdisk
        initrd
        initramfs

 
uname[OPTION]…  顯示內核版本信息
-n: 顯示節點名稱；
-r: 顯示VERSION-RELEASE;
-a:顯示所有信息

lsmod  顯示由核心已經裝載的內核模塊
顯示的內容來自于: /proc/modules文件

modinfo [ -k kernel ] [ modulename|filename… ]  顯示模塊的詳細描述信息
-n: 只顯示模塊文件路徑
-p: 顯示模塊參數
-a: author
-d: description
-l: license

lsmod | grep xfs ; modinfo xfs

內核模塊管理

 modprobe   modulename  裝載內核模塊
 -r ：  卸載內核模塊
 配置文件：/etc/modprobe.conf, /etc/modprobe.d/*.conf

depmod：內核模塊依賴關系文件及系統信息映射文件的生成工具

insmod [ filename ] [ module options… ]  裝載內核模塊，需要指定模塊文件的路徑，不自動解決依賴模塊
    insmod `modinfo–n exportfs`
    lnsmod `modinfo–n xfs`

rmmod [ modulename]  卸載內核模塊
    rmmod xfs
    rmmod exportfs

/proc目錄：  內核把自己內部狀態信息及統計信息，以及可配置參數通過proc偽文件系統加以輸出
  參數：只讀：輸出信息
  可寫：可接受用戶指定“新值”來實現對內核某功能或特性的配置  /proc/sys
    (1) sysctl命令用于查看或設定此目錄中諸多參數
            sysctl-w path.to.parameter=VALUE
            sysctl-w kernel.hostname=mail.magedu.com
    (2) echo命令通過重定向方式也可以修改大多數參數的值
            echo "VALUE" > /proc/sys/path/to/parameter
            echo “websrv” > /proc/sys/kernel/hostname

sysctl：設置內核參數
默認配置文件：/etc/sysctl.conf
    (1) 設置某參數
    sysctl -w parameter=VALUE
    (2) 通過讀取配置文件設置參數
    sysctl -p [/path/to/conf_file]
常用的幾個參數：
    net.ipv4.ip_forward  路由轉發功能，0不轉發，1轉發
    net.ipv4.icmp_echo_ignore_all  是否回應ICMP包，0回應，1不回應
    vm.drop_caches  清理內存緩存，清理等級0，1，2

/sys目錄：
sysfs：為用戶使用的偽文件系統，輸出內核識別出的各硬件設備的相關屬性信息，也有內核對硬件特性的設定信息；有些參數是可以修改的，用于調整硬件工作特性。
udev通過此路徑下輸出的信息動態為各設備創建所需要設備文件，udev是運行用戶空間程序
專用工具：udevadmin, hotplug
udev為設備創建設備文件時，會讀取其事先定義好的規則文件，一般在/etc/udev/rules.d及/usr/lib/udev/rules.d目錄下

ramdisk文件的制作：
(1) mkinitrd  為當前正在使用的內核重新制作ramdisk文件
    CentOS5：mkinitrd /boot/initrd-$(uname-r).img $(uname-r)
    CentOS6.7：mkinitrd /boot/initramfs-$(uname-r).img $(uname-r)
(2) dracut  為當前正在使用的內核重新制作ramdisk文件
    dracut/boot/initramfs-$(uname-r).img$(uname-r)

編譯內核前提：
    (1) 準備好開發環境
    (2) 獲取目標主機上硬件設備的相關信息
    (3) 獲取目標主機系統功能的相關信息
    例如:需要啟用相應的文件系統
    (4) 獲取內核源代碼包 www.kernel.org

開發環境準備
    安裝包組(CentOS 6)：
        Server Platform Development
        Development Tools
   目標主機硬件設備相關信息：
        CPU：
        #cat /proc/cpuinfo
        #x86info -a
        #lscpu

硬件設備
  PCI設備：
    lspci
    -v
    -vv
  lsusb
    -v
    -vv
  lsblk
  hal-device

內核編譯安裝系統
  安裝開發包組
  下載源碼文件
  .config：準備文本配置文件
  make menuconfig：配置內核選項
  make [-j #]  指定多核心編譯
  make modules_install：安裝模塊
  make install ：安裝內核相關文件
  安裝bzImage為/boot/vmlinuz-VERSION-RELEASE
  生成initramfs文件
  編輯grub的配置文件

編譯安裝內核實例
  tar xf linux-3.10.67.tar.xz -C /usr/src
  cd /usr/src
  ln -sv linux-3.10.67 linux
  cd /usr/src/linux
  cp /boot/config-$(uname -r) ./.config
  make menuconfig
  make -j 2
  make modules_install
  make install
  reboot

編譯內核
(1) 配置內核選項
  支持“更新”模式進行配置：make help
    (a) make config：基于命令行以遍歷的方式去配置內核中可配置的每個選項
    (b) make menuconfig：基于curses的文本窗口界面
    (c) make gconfig：基于GTK (GNOME）環境窗口界面
    (d) make xconfig：基于QT(KDE)環境的窗口界面
  支持“全新配置”模式進行配置
    (a) make defconfig：基于內核為目標平臺提供的“默認”配置進行配置
    (b) make allyesconfig: 所有選項均回答為“yes“
    (c) make allnoconfig: 所有選項均回答為"no“

(2) 編譯內核的一部分功能：
    (a) 只編譯某子目錄中的相關代碼：
        # cd /usr/src/linux
        # make dir/
    (b) 只編譯一個特定的模塊：
        # cd /usr/src/linux
        # make dir/file.ko
例如：只為e1000編譯驅動：
#make drivers/net/ethernet/intel/e1000/e1000.ko

如何交叉編譯內核：
編譯的目標平臺與當前平臺不相同；
    # make ARCH=arch_name
要獲取特定目標平臺的使用幫助
    # make ARCH=arch_namehelp
    # make ARCH=arm help

在已經執行過編譯操作的內核源碼樹做重新編譯：
需要事先清理操作：
    # make clean：清理大多數編譯生成的文件，但會保留config文件等
    # make mrproper: 清理所有編譯生成的文件、config及某些備份文件
    # make distclean：mrproper、patches以及編輯器備份文件