系統啟動和內核管理

Linux組成

• Linux：kernel+rootfs

  • kernel：進程管理、內存管理、網絡管理、驅動程序、文件系統、安全功能
  • rootfs：程序和glibc
    • 庫：函數集合，function，調用接口（頭文件負責描述）
      • 過程調用：procedure，無返回值；
      • 函數調用：function；有返回值，可以賦值于變量中；
    • 程序：二進制執行文件

  包括根目錄以及包含/ boot，/ dev，/ etc，/ bin，/ sbin和some / tmp（用于臨時文件）的最小的子目錄和文件集。

• 內核設計流派
  • 單內核（monoli kernel）：Linux
    把所有功能集成于同一個程序
  • 微內核：（micro kernel）：Windows，Solaris
    每種功能使用一個單獨的子系統實現
• Linux內核特點：
  • 支持模塊化：.ko（內核對象）
    如：文件系統，硬件驅動，網絡協議等
  • 支持內核模塊的動態裝載和卸載
  • 組成部分：
    • 核心文件：/boot/vmlinuz-VERSION-release
      • ramdisk：輔助的臨時根系統；并非是必須的；
        CentOS 5: /boot/initrd-VERSION-release.img
        CentOS 6,7: /boot/initramfs-VERSION-release.img
    • 模塊文件：/lib/modules/VERSION-release

CentOS 5和6的啟動流程

POST：Power-On-Self-Test

• 加電自檢，是BIOS功能的一個主要部分。負責完成對CPU、主板、內存、硬盤子系統、顯示子系統、串并行接口、鍵盤、CD-ROM光驅等硬件情況的檢測。

• ROM：BIOS，Basic Input and Output System，保存著有關計
  算機系統最重要的基本輸入輸出程序，系統信息設置、開機加電自檢程序和系統啟動自舉程序等。

• RAM：CMOS互補金屬氧化物半導體，保存各項參數的設定

Boot Sequence

按次序查找引導設備，第一個有引導程序的設備為本次啟動設備

• bootloader: 引導加載器，引導程序

  • windows: ntloader，僅是啟動OS

  • Linux：功能豐富，提供菜單，允許用戶選擇要啟動系統或不同的內核版本；把用戶選定的內核裝載到內存中的特定空間中，解壓、展開，并把系統控制權移交給內核；

    • LILO：LInux LOader；當時針對于的硬盤較小，故現在PC機上大多不適用，手機上使用較多；
    • GRUB: GRand Unified Bootloader
      1. GRUB 0.X: GRUB Legacy；
      2. GRUB 1.X：GRUB2；

    bootloader代碼量很小，為了簡化；使得其無法驅動軟設備，也就無法訪問設備上的文件；
    故內核文件不能放在邏輯卷上，只能放在基本的磁盤分區

• MBR
  512bytes
  • 446: bootloader；
    64: 分區表；
    2: 55AA；
    查看二進制文件：hexdump -C /dev/sda -n 512

• GRUB:

  • stage 1：mbr
  • stage 1.5：mbr之后的扇區，
    讓stage 1中的bootloader能識別stage2所在的分區上的文件系統
  • stage 2：磁盤分區（/etc/grub/）
    配置文件：/boot/grub/grub.conf <– /etc/grub.conf

• kernel：

  自身初始化：

  1. 探測可識別到的所有硬件設備；
  2. 加載硬件驅動程序（借助于ramdisk加載真正的根文件系統）；
  3. 以只讀方式掛載根文件系統(rootfs)；
     避免內核和操作系統有bug，故采用只讀模式；
     當完成掛載后根所在的設備的bin、sbin、boot…；就是/bin、/sbin、/boot…
  4. 運行用戶空間的第一個應用程序：/sbin/init

  • ramdisk：加載真正的根文件設備驅動程序
    內核中的特性之一：使用緩沖和緩存來加速對磁盤上的文件訪問，并加載相應的硬件驅動

    • ramdisk –> ramfs 一種提速機制
    • CentOS 5: initrd
      工具程序：mkinitrd
      CentOS 6，7: initramfs
      工具程序：mkinitrd, dracut

    • ramdisk文件的制作：

      1. mkinitrd命令；為當前正在使用的內核重新制作ramdisk文件

         • –with=:除了默認的模塊之外需要裝載至initramfs中的模塊；
         • –preload=:initramfs所提供的的模塊需要預先裝載的模塊；

         mkinitrd /boot/initramfs-$(uname -r).img $(uname -r)

      2. dracut命令；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)

  • init程序的類型：運行的第一個應用程序

    • SysV: init, CentOS 5之前
      配置文件：/etc/inittab

    • Upstart: init,CentOS 6
      配置文件：/etc/inittab；為了兼容centos5
      /etc/init/*.conf

    • Systemd：systemd, CentOS 7
      配置文件：/usr/lib/systemd/system
      /etc/systemd/system

系統初始化（內核級別）：

• POST –> 讀取BIOS中的BootSequence，確定引導加載設備–>讀取此設備的Bootloader(MBR中) –> kernel(ramdisk) –> rootfs(只讀) –> /sbin/init（systemd）

CentOS 5：SysV init

• 運行級別：為系統運行或維護等目的而設定；0-6：7個級別
  0：關機；init 0；不能設置為默認級別
  1：單用戶模式(root自動登錄), single, 維護模式
  2: 多用戶模式，啟動網絡功能，但不會啟動NFS(網絡文件系統)；維護模式
  3：多用戶模式，完全功能模式；文本界面；
  4：預留級別；目前無特別使用目的，可同3級別
  5：多用戶模式，完全功能模式；圖形界面
  6：重啟；init 6；不能設置為默認級別

  • 默認級別： 3, 5
    切換級別：init #
    查看級別：runlevel ; who -r

• 配置文件：/etc/inittab
  每一行定義一種action以及與之對應的process
  id : runlevel : action : process

  • id：一個任務的標識符
  • runlevels：在哪些級別啟動此任務；#，###，也可以為空，表示所有級別；
  • action:在什么條件下啟動此任務
    • wait: 等待切換至此任務所在的級別時運行一次；
      respawn：一旦此process終止，就重新啟動之；
      initdefault：設定默認運行級別；process省略
      sysinit：設定系統初始化方式，此處一般為指定/etc/rc.d/rc.sysinit（centos 7 沒有此腳本）；
  • process：任務

init啟動流程

• 設定默認級別：/etc/inittab

  id:3:initdefault:

• 設定系統初始化腳本:CentOS 5中是在/etc/inittab,CentOS 6中沒有此信息，但腳本依舊在/etc/rc.d/rc.sysinit；

  si::sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit

  • 設置主機名；

    [root@centos6 rc.d]# grep network /etc/rc.d/rc.sysinit 
    if [ -f /etc/sysconfig/network ]; then
     . /etc/sysconfig/network
     # In theory there should be no more than one network interface active
     # Use the network address to set the hostname of the client.  This
     if [ -x /usr/sbin/system-config-network-tui ]; then
     /usr/sbin/system-config-network-tui
     # Reread in network configuration data.
     if [ -f /etc/sysconfig/network ]; then
     . /etc/sysconfig/network
    if [ -x /usr/sbin/system-config-network-cmd ]; then
         /usr/sbin/system-config-network-cmd --profile ${arg##netprofile=}
    
    [root@centos6 rc.d]# cat /etc/sysconfig/network
    NETWORKING=yes
    HOSTNAME=centos6.8

  • 設置歡迎信息；
  • 激活udev和selinux；

  • 掛載/etc/fstab文件中定義的所有文件系統；

    [root@centos6 rc.d]# grep /etc/fstab /etc/rc.d/rc.sysinit 
       # First try to mount scratch storage from /etc/fstab, then any
       # First try to mount persistent data from /etc/fstab, then any
       restorecon $(awk '!/^#/ && $4 !~ /noauto/ && $2 ~ /^\// { print $2 }' /etc/fstab) >/dev/null 2>&1
    action $"Enabling /etc/fstab swaps: " swapon -a -e

  • 檢測根文件系統，并以讀寫方式重新掛載根文件系統

    [root@centos6 rc.d]# grep rw /etc/rc.d/rc.sysinit 
       rw_mount_dev=$(blkid -t LABEL="$RW_LABEL" -l -o device)
       elif [ x$rw_mount_dev != x ] && mount $rw_mount_dev $mountopts "$RW_MOUNT" > /dev/null 2>&1; then
       for file in /etc/rwtab /etc/rwtab.d/* /dev/.initramfs/rwtab ; do
           mount -t nfs $CLIENTSTATE/$HOSTNAME $STATE_MOUNT -o rw,nolock
       if [ "$opt" = "rw" ]; then
     action $"Remounting root filesystem in read-write mode: " mount -n -o remount,rw /
    
    其中：mount -n -o remount,rw

  • 設置時鐘；
  • 根據/etc/sysctl.conf文件來設置內核參數；
  • 激活lvm及軟raid設備；

    [root@centos6 rc.d]# grep change /etc/rc.d/rc.sysinit 
           action $"Setting up Logical Volume Management:" /sbin/lvm vgchange -a ay --sysinit --ignoreskippedcluster

  • 激活swap設備；
  • 加載額外設備的驅動程序；
  • 清理操作；

• 啟動對應級別的服務：

  在CentOS 5中的/etc/inittab文件中  
  
  l0:0:wait:/etc/rc.d/rc 0
  l1:1:wait:/etc/rc.d/rc 1
  ... ...
  l6:6:wait:/etc/rc.d/rc 6
  
  rc N -->意味著讀取/etc/rc.d/rcN.d

  • /etc/rc.d/rcN.d/目錄下的服務腳本控制服務(守護進程);
    這些目錄下的K*或S*是/etc/rc.d/init.d/下對應的腳本的鏈接；

    CentOS 5或6：都在/etc/rc.d/rc
    
    for srv in /etc/rc.d/rcN.d/K*; do
         $srv stop
    done
    for srv in /etc/rc.d/rcN.d/S*; do
          $srv start
    done

    運行時：先執行K，再執行S；
       K*:要停止的服務； K##*：##運行次序；數字越小，越先關閉；數字越小的服務，通常為依賴別的服務的服務；
       S*:要啟動的服務； S##*：##運行次序；數字越小，越先啟動；數字越小的服務，通常為被依賴的服務

  • /etc/rc.d/init.d/*(/etc/init.d/*)服務腳本

    1. /etc/rc.d/init.d/*(/etc/init.d/*)服務腳本編寫
       最好學習/etc/rc.d/init.d/*(/etc/init.d/*)系統腳本
       示例：

       #!/bin/bash
       #
       #chkconfig:35 98 01
       #description:test service
       case $1 in
       start)
           echo testsrv is stsrting
           touch /root/testsrv
           ;;
       stop)
           echo testsrv is stop
           rm -f /root/testsrv
           ;;
       status)
           [ -f /root/testsrv ] && echo testsrv is starting || echo testsrv is stoped
           ;;
       *)
           echo "testsrv usage:start|stop|status"
       esac

    2. /etc/rc.d/init.d/*(/etc/init.d/*)服務腳本執行方式

       /etc/init.d/SRV_SCRIPT{start|stop|restart|status}
       or
       service SRV_SCRIPT{start|stop|restart|status}
       
       [root@centos6 rc.d]# ll /etc/init.d /etc/rc.d/init.d -d
       lrwxrwxrwx. 1 root root   11 May 10 22:57 /etc/init.d -> rc.d/init.d
       drwxr-xr-x. 2 root root 4096 May 11 07:36 /etc/rc.d/init.d  
       
       直接運行/etc/init.d下的腳本 == service 
       例如：/etc/init.d/httpd status == service httpd status

    3. /etc/rc.d/init.d/*(/etc/init.d/*)服務腳本的刪除
       chkconfig –del name
       rm -rf name
       chkconfig –list：查看是否刪除

  • chkconfig命令：管控/etc/rc.d/init.d(/etc/init.d/)每個服務腳本在各級別下的啟動或關閉狀態；

    • 查看服務在所有級別的啟動或關閉設定情形：
      chkconfig [–list] [name]
    • 添加：
      SysV的服務腳本放置于/etc/rc.d/init.d (/etc/init.d)
      chkconfig –add name
      1. 能被添加的服務的腳本定義格式之一：

         #!/bin/bash
         #LLLL 表示初始在哪個級別下啟動，-表示都不啟動
         # chkconfig: LLLL nn nn
         # description:

      2. 能被添加的服務的腳本定義格式之二：
         查看/etc/init.d/crond
    • 刪除：
      chkconfig –del name
    • 修改指定的鏈接類型
      chkconfig [–level levels] name <on|off|reset>
      –level LLLL: 指定要設置的級別；省略時默認為2345
      僅下次開機時改變，目前不改變；
  • ntsysv命令：圖形界面管理服務
  • service命令：手動管理服務
    • service 服務 start|stoprestart
    • service –status-all 查看當前所有服務狀態

  • 瞬態（Transient）服務被xinetd進程所管理

    • 進入的請求首先被xinetd代理
      配置文件：/etc/xinetd.conf、/etc/xinetd.d/<service>
      與libwrap.so文件鏈接
      用chkconfig控制的服務：chkconfig tftp on

  • 注意：

    • 正常級別下，最后啟動一個服務S99local沒有鏈接至/etc/rc.d/init.d一個服務腳本，而是指向了/etc/rc.d/rc.local腳本
    • 不便或不需寫為服務腳本放置于/etc/rc.d/init.d/目錄，且又想開機時自動運行的命令，可直接放置于/etc/rc.d/rc.local文件中
    • /etc/rc.d/rc.local在指定運行級別腳本后運行
    • 可以根據情況，進行自定義修改
    • 當某個服務無法啟動，導致系統無法啟動，進入單用戶模式下進行修改模，進行修復；
      但是，當單用戶模式也無法啟動時，進入菜單（a）;
      1. 可將啟動模式修改：init=/bin/bash；進入命令行操作
      2. 因為當第一次掛載根文件系統時是只讀模式，修改為讀寫模式；mount -o remount，rm /
      3. 進行修復

• 打印各啟動終端：

  tty1:2345:respawn:/usr/sbin/mingetty tty1
  tty2:2345:respawn:/usr/sbin/mingetty tty2
  ...
  tty6:2345:respawn:/usr/sbin/mingetty tty6

  • mingetty會自動調用login程序
  • 打開虛擬終端的程序除了mingetty之外，還有諸如getty等

• 如果默認級別是5級別的話會運行圖形界面的啟動：
  x:5:respawn:/etc/X11/prefdm -nodaemon

啟動流程（用戶空間）：/sbin/init(/etc/inittab)

• 設置默認運行級別 –> 運行系統初始化腳本，完成系統初始化 –> 關閉對應級別下需要關閉的服務，啟動對應級別下需要啟動服務 –> 設置登錄終端 [–>啟動圖形終端]

啟動流程（內核空間+用戶空間）：

• POST –> Boot Sequence(BIOS) –> Boot Loader –>Kernel(ramdisk) –> rootfs –> switchroot –> /sbin/init –>(/etc/inittab, /etc/init/*.conf) –> 設定默認運行級別 –> 系統初始化腳本rc.sysinit –> 關閉或啟動對應級別的服務 –> 啟動終端（先是啟動字符終端；如果運行級別是5，則啟動圖形界面）

CentOS 6

• init程序：upstart，但依然為/sbin/init，其配置文件：

  • /etc/inittab(僅用于定義默認運行級別)

  • /etc/init/*.conf （其他的在這些文件中）

  *.conf遵循upstart風格的配置文件；

CentOS 7

• init程序：systemd，配置文件：

  • /usr/lib/systemd/system/*
    /etc/systemd/system/*

• 完全兼容SysV腳本機制；因此，service命令依然可用；不過，建議使用systemctl命令來控制服務；

  • systmctl {start|stop|restart|status} name[.service]

Grub

• grub：GRand Unified Bootloader

  • grub 0.x：grub legacy
  • grub 1.x：grub2

• grub legacy：

  • stage 1：mbr；不屬于任何分區，是硬盤的mbr的前446字節；
  • stage 1.5：mbr之后的扇區，讓stage 1中的bootloader能識別stage2所在的分區上的文件系統；

  • stage 2：磁盤分區（/etc/grub/）
    配置文件：/boot/grub/grub.conf <– /etc/grub.conf
    /boot/grub/中的

  • stage2及內核等通常放置于一個基本磁盤分區；

    • 功用：
      1. 提供菜單、并提供交互式接口
         • 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
         可隱藏此菜單
      3. 為菜單提供了保護機制
         為編輯菜單進行認證
         為啟用內核或操作系統進行認證
  • 如何識別設備：
    （hd#，#）
    • hd#：磁盤編號，用數字表示；從0開始編號
    • #：分區編號boot分區所在，用數字表示；從0開始編號

  • cat /proc/cmdline 內核參數
    內核參數文檔:/usr/share/doc/kernel-doc-2.6.32/Documentation/kernel-parameters.txt

  • grub的命令行接口

    • help：獲取幫助信息
      help KEYWORD：詳細幫助信息
    • find (hd#,#)/PATH/TO/SOMEFILE;
    • root (hd#,#)
    • kernel /PATH/TO/KERNEL_FILE:設定本次啟動時用到的內核文件；額外還可以添加許多內核支持使用的命令行參數；
      如：init=/path/to/init , selinux=0
    • initrd /PATH/TO/KERNEL_FILE:設定為選定的內核提供額外文件的ramdisk；

    • boot：引導啟動的內核；

    • 手動在grub命令行接口啟動系統：

      1. grub> root (hd#,#)
      2. grub> ketnel /vmlinuz-VERSION-RELEASE ro root=/dev/DEVICE
      3. grub> initrd /initramfs-VERSION-RELEASE.img
      4. grub> boot

  • 配置文件：/boot/grub/grub.conf

    • 配置項：
      1. default=#：設定默認啟動的菜單項；菜單項（title）編號從0開始；
      2. timeout=#：指定菜單項等待選項選擇的時長；
      3. splashimage=（hd#,#）/PATH/TO/XPM_PIC_FILE:Z指明菜單背景圖片文件路徑；
         • yum searrch ImageMagick
         • 生成.xpm：convert -resize 640×480 -colors 14 win.png win.xpm
         • more win.xpm
         • gzip win.xpm
         • 修改grub.conf中splashimage選項
      4. hiddenmenu：隱藏菜單；
      5. password [–md5|–encrypted] STRING:菜單編輯認證；
      6. title TITLE:定義菜單項“標題”
         • root （hd#,#）:boot所在分區；grub查找stage2及ketnel文件所在設備分區；為grub的“根”；
         • kernel /PATH/TO/VMLINUZ_FILE [PARAMETERS]:啟動的內核

           kernel /vmlinuz-2.6.32-642.el6.x86_64 ro root=UUID=472a74aa-d91e-4b79-844b-90415bdfb7c8 　rhgb(啟動時的圖標) 　quiet（靜默，不顯示啟動過程）

         • initrd /PATH/TO/INITRAMFS_FILE:與內核匹配的ramfs文件；
         • password [–md5|–encrypted] STRING:啟動選定的內核或操作系統時進行認證；

  • 生成grub口令

    • grub-md5-crypt ：生成md5口令
    • grub-crypt ：生成sha512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
  • 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

  • 安裝grub：

    1. grub-install：二進制類的文件可以恢復，圖片、grub.conf的文件不會恢復。
       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：依賴于/boot/grub/中的除grub.conf之外的文件；
       grub> root (hd#,#)
       grub> setup (hd#)
    3. sync：強制寫入硬盤

  • 在/boot/grub/目錄下除grub.conf之外的其他文件都是備份文件，（/boot/grub/stage1內沒有分區表）：

    • 初始狀態下grub使用的文件在硬盤的一個位置，而并非使用grub下的文件；系統啟動使用的是grub.conf文件；
    • 但是在后期如果做過修復工作后，grub使用的是grub目錄下的文件，所以此時grub不可使用

    實驗：

    • 破壞stage1：
      • 備份：dd if=/dev/sda of=/app/mbr bs=1 count=512
      • 破壞：dd if=/dev/zero of=/dev/sda bs=1 count=446；；
      • 表現：stage1破壞后系統會直接進行光盤引導
      • 修復1：使用grub-install –root-directory=/ /dev/DISK
      • 修復2：不啟動且此時/boot/grub/下的文件沒有任何改動，可以使用grub修復；
        1. grub（hd0,0）
        2. setup（hd0）
    • 破壞stage1.5：
      • 破壞：dd if=/dev/zero of=/dev/sda bs=1 count=2048 skip=512 seek=512
      • 表現：跳過光盤引導，菜單不顯示，說明破壞成功；
      • 修復：使用grub依賴于配置文件stage1、stage1.5、stage2
        1. grub>root (hd0,0)
        2. grub>setup (hd0)
    • 破壞stage2：
      • 破壞：把/boot/grub/下的所有文件都移除；
      • 修復：使用grub-install /dev/sda
        1. 修復完成后/boot/grub/中的文件會恢復，grub.conf不會恢復；要么copy、要么手寫一份；

自制Linux

• 分區并創建文件系統
  fdisk /dev/sdb
  分兩個必要的分區
  /dev/sdb1對應/boot /dev/sdb2對應根 /
  mkfs.ext4 /dev/sdb1
  mkfs.ext4 /dev/sdb2

• 掛載boot
  mkdir /mnt/boot 子目錄必須為boot
  mount /dev/sdb1 /mnt/boot

• 安裝grub
  grub-install –root-directory=/mnt /dev/sdb

• 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

• 建立grub.conf:
  vim /mnt/boot/grub.conf

  title newlinux
  root (hd0,0)
  kernel /vmlinuz-2.6.32-642.el6.x86_64 root=/dev/sda2 selinux=0 init=/bin/bash
  initrd /initramfs-2.6.32-642.el6.x86_64.img

• chroot /mnt/sysroot

• 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}

• 復制bash和相關庫文件

• ldd查看程序所使用的的庫文件
• 復制相關命令及相關庫文件
  如：ls,cat,vim,reboot,hostname等

救援模式

• 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

• 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

• 文件系統節點
  提供系統特定的設備文件
  mknod了解major/minor

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。

  • 有備份文件的回復方法
    沒有備份文件的恢復辦法

• 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

• 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
      ~]# exit 退出chroot模式

  • 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，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

/proc目錄

• /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，還提供了一個配置接口，/proc/sys；

  • 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，大多數只有root可寫；
      /proc/sys:net/ipv4/ip_forward 相當于 net.ipv4.ip_forward

      1. sysctl命令：專用于查看或設定/proc/sys目錄下參數的值；

         • 設置某參數
           sysctl -w parameter=VALUE
           sysctl -w path.to.parameter=VALUE
           sysctl -w kernel.hostname=mail.magedu.com
         • 查看所有生效參數
           sysctl -a

      2. 文件系統命令（cat、echo）：命令通過重定向方式也可以修改大多數參數的值

         • 查看：cat /proc/sys/PATH/TO/SOME_KERNEL_FILE

         • 設定：echo “VALUE” > /proc/sys/PATH/TO/SOME_KERNEL_FILE
           echo “VALUE” > /proc/sys/path/to/parameter
           echo “websrv” > /proc/sys/kernel/hostname

      3. 配置文件：/etc/sysctl.conf，/etc/sysctl.d/*.conf
         通過重讀取配置文件設置參數
         sysctl -p [/path/to/conf_file]
         注：上述兩種方式的設定僅當前運行內核有效；

      4. 常用的幾個參數：
         net.ipv4.ip_forward：核心轉發功能；
         net.ipv4.icmp_echo_ignore_all
         vm.drop_caches ：強制系統釋放緩存
         kernel.hoestname：主機名
         net.ipv4.icmp_echo_ignore_all：忽略所有ping操作；

/sys目錄

• /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，不能直接跟硬件打交道；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

編譯安裝內核

• Linux：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/

    • cat config-2.6.32-642.el6.x86_64內核模塊與內核核心版本一定要嚴格匹配；
      [ ]: N，不設計成內核模塊；
      [M]: M，Module；編譯為內核模塊
      [*]: Y，編譯進內核核心
  • ramdisk：輔助性文件，并非必須，者取決于內核是否能直接驅動rootfs所在的設備；
    ranmdisk：是一個簡裝版的根文件系統；如果不需要進行根文件系統切換的話ramdisk也可使用；但是只能臨時保存；
    • 借助ramdisk能夠加載的內容：
      1. 目標設備驅動，如；SCSI設備的驅動；
      2. 邏輯設備驅動，如LVM設備的驅動；
      3. 文件系統，如xfs文件系統；

• 內核信息獲取
  uname命令：
  uname – print system information
  uname [OPTION]…

  • -n: 顯示節點名稱，主機名；
    -r: 顯示VERSION-RELEASE；
    -a:顯示所有信息
    -v：顯示版本號，編譯版本；

  文件：/boot/vmlinuz-VERSION-RELEASE

• 模塊信息獲取

  • lsmod命令：
    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
    • 顯示模塊名稱
    • 顯示模塊大小
    • 模塊被引用次數
    • 被什么模塊所引用
  • modinfo命令：
    顯示模塊文件的詳細描述信息；
    讀取/lib/modules文件；
    不指明顯示當前已安裝的內核中的模塊信息；
    modinfo [ -k kernel ] [ modulename|filename… ]
    • -n: 只顯示模塊文件路徑
      -p: 顯示模塊參數
      -a: author
      -d: description
      -l: license
      -F field: 僅顯示指定字段的信息

• 內核模塊管理

  • modprobe命令：動態裝載或卸載內核模塊

    • modprobe [ -C config-file ] [ modulename ] [ moduleparame-ters… ]
    • 配置文件：
      1. -C：指明配置文件
      2. 默認是此文件：/etc/modprobe.conf，/etc/modprobe.d/*.conf
    • modprobe [ -r ] modulename…

  • depmod命令：
    內核模塊依賴關系文件及系統信息映射文件的生成工具

  • 裝載或卸載內核模塊：

    • insmod命令：指定模塊文件，不自動解決依賴模塊
      insmod [ filename ] [ module options… ]
      filename：模塊文件的文件路徑

      insmod modinfo –n exportfs
      lnsmod modinfo –n xfs

    • rmmod命令：卸載模塊
      rmmod [ module_name ]

      rmmod xfs
      rmmod exportfs

      insmod、rmmod組合使用

• 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
  1. 開發環境準備
     • 包組(CentOS 6)：
       開發庫：Server Platform Development
       開發工具：Development Tools
     • 目標主機硬件設備相關信息：
       CPU：
       #cat /proc/cpuinfo
       #x86info -a
       #lscpu
  2. 硬件設備
     • PCI設備：
       • lspci
         -v
         -vv
       • lsusb
         -v
         -vv
       • lsblk 塊設備
     • 了解全部硬件設備信息
       hal-device:CentOS6

  3. 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 #]
       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

     編譯安裝內核示例:
     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 help
     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
     全編譯:make [-j #]
     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_name help
      # 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

  • 卸載內核

    • 刪除/lib/modules/目錄下不需要的內核庫文件
      刪除/usr/src/linux/目錄下不需要的內核源碼
      刪除/boot目錄下啟動的內核和內核映像文件
      更改grub的配置文件，刪除不需要的內核啟動列表