Linux启动之grub详解，故障排除，自建linux

M20-1倪文超 • • Linux干货

概述

    上篇我们以CentOS6为例介绍了一下系统启动流程，本篇将承接上篇，详细的介绍一下系统启动流程中的grub，以及系统启动过程中的各种故障的排除，以及利用现有内核自己构建一个能够正常启动的简单Linux系统。具体分为一下几个部分：

    1、grub相关概念详解

    2、系统启动故障排除

            2.1  grub配置文件错误无法进入系统

            2.2  grub的stage1故障修复

            2.3  grub的stage1.5故障修复

            2.4  grub的stage2故障修复(删除/boot/grub目录和内核vmlinuz文件，initramfs文件)

            2.5  破坏grub的stage1、stage1.5、删除boot目录的故障恢复

            2.6  破坏grub的stage1、stage1.5、删除boot目录，删除/etc/fstab文件的故障恢复

            2.7  当系统安装在lvm逻辑卷上时， 破坏grub的stage1、stage1.5、删除boot目录，删除/etc/fstab文件的故障恢复

            2.8  系统上init程序被破坏后的恢复，inittab文件被破坏后的恢复

    3、自建Linux系统

第一章    grub相关概念详解

    1、linux上bootloader之grub详解：

        grub 0.X: centos5、6上用的，也称之为grub legacy

        grub 1.X: centos7上用的，也称之为grub2

    2、grub legacy：分为几个阶段

        stage1：安装在MBR中前446字节中

        stage1_5:MBR之后的扇区，主要是让stage1中的bootloader能识别stage2所在的分区上的文件系统，否则无法加载stage2阶段

        stage2：存放在磁盘分区上，一般在/boot/grub/目录下，这才是真正实现开机时显示的菜单和相关功能的程序所在位置，改程序也有其配置文件，配置文件时/boot/grub/grub.conf，其有个软链接文件是/etc/grub.conf

        stage2及内核等，通常放置于一个基本磁盘分区，而不应该是放在lvm、软raid分区等复杂分区上，因为grub不能驱动lvm、软raid分区，另外lvm、软raid的识别是系统初始化脚本/etc/rc.d/rc.sysinit的功能，该功能在内核启动之后，init接管的时候才实现。

    3、grub的功能：

        <1>提供菜单，并提供交互式接口

            e：编辑模式，用于编辑菜单

            c：命令模式，交互式接口

            等等

        <2>加载用户选择的内核或操作系统

            并允许用户传递参数给内核

            也支持隐藏菜单

        <3>为菜单提供了保护机制

            为编辑菜单进行认证

            为启用内核或操作系统进行认证

    4、grub中是如何识别设备

        无论是什么接口的硬盘，都识别为hd

        且用（hd数字1，数字2）表示第数字1的磁盘上的数字2的分区，都从0开始编号

        故（hd0,0） 表示第1个磁盘上的第1个分区

    5、grub的命令行接口：

        help：获取帮助列表

        help 关键字   可获取某个关键字的详细帮助信息

        find (hd数字1，数字2)/FILENAME   可在指定磁盘设备上找指定的文件，判断文件的存在性

                如：find (hd0,0)/vmlinuz  

        root (hd数字1，数字2)  表示将那个磁盘设备设置为grub的根设备，注意，这里的根并不是文件系统的根

                如：root (hd0,0)

            如果指定了根，在find时就可以不必指定设备，而直接从grub的根开始找对应的文件

        kernel /PATH/TO/KERNEL_FILE   设定本次启动时用到的内核文件，一般都需要用root指定grub根之后才指定kernel，额外还可以添加许多内核支持使用的命令行参数，如：

                init=/PATH/TO/INIT  指定init程序

                selinux=0   表示禁用内核中的selinux功能

                root=/DEVICE   表示指定真正根文件系统所在的设备

                max_loop=#   表示指定最大的loop设备的个数

        initrd /PATH/TO/INITRAMFS_FILE   为选定的内核提供额外文件的ramdisk文件，ramdisk文件必须与内核版本号必须完全匹配

        boot   引导启动选定的内核  

    6、grub的配置文件 /boot/grub/grub.conf或/etc/grub.conf

        定义了启动时进入grub后哪个显示出来的可供用户选择的菜单，如果没有该定义，就要通过grub的命令行界面进行手工引导启动

        配置文件内容为：

            default=0  设定默认启动的菜单项，菜单项(title)编号从0开始

            timeout=5  指定菜单项等待选项选择的超时时长

            splashimage=(hd0,0)/grub/splash.xpm.gz  指明菜单背景图片文件路径

            hiddenmenu   是否隐藏菜单

            password [–md5]  STRING  表示设定菜单编辑认证，也就是启用grub时，用e键编辑时，需要进行认证的密码，加上–md5 就表示利用md5进行加密

            title CentOS 6 (2.6.32-642.el6.x86_64)   定义菜单项的标题，并用tab缩进定义该菜单项下的各个属性信息，可出现多次，用来引导多个不同的内核或操作系统

                    root (hd0,0)    本菜单项的查找statge2及kernel文件所在的设备分区，为grub的根，不是文件系统的根

                    kernel /vmlinuz-2.6.32-642.el6.x86_64 ro root=UUID=20a69d3d-34c6-436d-b7fc-fb110f65649f rd_NO_LUKS  KEYBOARDTYPE=pc KEYTABLE=us rd_NO_MD crashkernel=auto.UTF-8 rd_NO_LVM rd_NO_DM rhgb quiet     指明启动的内核及相关内核参数  

                    initrd /initramfs-2.6.32-642.el6.x86_64.img     内核匹配的ramdisk文件

                    password [–md5] STRING   启动选定的内核或操作系统时进行认证

        grub-md5-crypt命令可以生成grub里面认证密码的md5码

    7、grub-install命令

        grub-install命令可以实现对grub的安装修复，能够修复grub的stage1，stage1.5，stage2的相关内容，但是其不能修复stage2中grub的配置文件

        用法为：grub-install /磁盘设备号  –root-directory=/PATH 

            指明为哪个磁盘安装grub，以及该磁盘上的文件系统的根所在的路径，如果是命令本身所在的shell的文件系统根，则–root-directory可以省略

第二章    系统启动故障排除

    1、grub配置文件写错，无法进入系统

    步骤：(修复完成后记得修改配置文件为正确的文件)

    方法一：进入启动菜单项后，修改菜单项为正确的内容，然后启动

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    方法二：进入启动菜单后，进入grub交互式界面，手动引导启动

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    2、grub的stage1故障修复

    步骤：

    <1>破坏grub的stage1，如果未重启，则直接利用grub-install命令进行修复，如果重启，则继续

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    <2>重启后发现无法进入系统，此时可以利用光盘进入紧急救援模式，然后进行grub-install安装修复

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    3、grub的stage1.5故障修复

    步骤：

    <1>破坏grub的1.5阶段，重启系统(如果没重启，可直接用grub-install进行安装)

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    <2>进入紧急救援模式(进入救援模式的步骤省略)，进行grub-install安装修复grub

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    4、grub的stage2故障修复(删除/boot/grub目录和内核文件，ramdisk文件)

    步骤：

    <1>删除/boot/grub目录和内核文件vmlinuz，ramdisk文件initramfs,然后重启

    （如果没重启，可以直接拷贝系统光盘上的vmlinuz文件，然后运行mkinitrd命令生成initramfs文件，然后运行grub-install命令生成修复grub文件，最后编辑grub配置文件即可）

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    <2>进入紧急救援模式(进入过程省略)进行修复

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    5、破坏grub的stage1、stage1.5、删除boot目录的故障恢复

    步骤：

    <1>破坏stage1、stage1.5，删除boot目录，然后重启

        如果没重启，rpm安装kernel包(注意加上–replacepkgs或–force选项，因为kernel安装的文件不仅仅有boot目录下的相关文件，如果不用选项，会报错)，然后grub-install安装修复grub，然后编辑生成一个grub.conf配置文件即可

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    <2>进入紧急救援模式(进入紧急救援模式的过程省略)，修复

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    6、破坏grub的stage1、stage1.5、删除boot目录，删除/etc/fstab文件的故障恢复

    步骤：

    <1>破坏grub的stage1、stage1.5、删除boot目录，删除/etc/fstab文件，重启系统

        如果破坏后，尚未重启系统，只需重新编辑/etc/fstab文件，然后与上个实验一样，安装kernel包(注意加–replacepkgs或–force选项)，grub-install安装grub，然后提供grub的配置文件即可

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    <2>进入紧急救援模式，进行修复

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    7、当系统安装在lvm逻辑卷上时， 破坏grub的stage1、stage1.5、删除boot目录，删除/etc/fstab文件的故障恢复

    步骤：

    <1>破坏stage1、stage1.5，删除boot目录、删除/etc/fstab文件，并重启

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    <2>进入紧急救援模式修复

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    8、系统上init文件、inittab文件破坏后的恢复方案

    步骤： 思路为查询文件是由哪个程序生成，然后在救援模式下进行安装对应的包，进行修复

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第三章    自建Linux系统

    实验环境：

        CentOS6.8的64位系统

        思路为：在现有虚拟机上添加一个新磁盘，然后对磁盘做出相关操作，然后新建一个虚拟机，新建的虚拟机利用该块磁盘完成系统启动

    步骤：

    1、在原有虚拟机上添加一块磁盘

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    2、对添加的磁盘进行分区，格式化

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    3、挂载新建的磁盘分区

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    4、拷贝内核文件、ramdisk文件到新磁盘的boot目录，为新磁盘创建grub，提供grub配置文件

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    5、为新磁盘的根添加相关的目录结构，并拷贝相关程序及程序依赖的库文件到新磁盘上

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    6、新建虚拟机，并将虚拟机的磁盘指向到我们做好的磁盘

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    7、启动虚拟机，验证功能

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    8、复制命令用到的脚本为：

[root@localhost ~]# cat scripts/course/copycmd.sh 
#!/bin/bash
# Autor: nwc
# Version: 2.0
# CreateTime: 

function CMDCP() {
	DIR=`dirname $CmdPath`
	if [ -d ${LuJing}${DIR} ] ;then
		cp $CmdPath ${LuJing}${DIR} && echo "cp $CMD success" || echo "cp $CMD fail"
	else
		mkdir -p ${LuJing}${DIR}
		cp $CmdPath ${LuJing}${DIR} && echo "cp $CMD success" || echo "cp $CMD fail"
	fi	
}


function CMDLIBCP() {	
	for i in ${LibCmd} ; do
		LIBDIR=`dirname $i`
		if [ -d ${LuJing}${LIBDIR} ];then
			cp $i ${LuJing}${LIBDIR} && echo "cp $i success" || echo "cp $i fail" 
		else
			mkdir -p ${LuJing}${LIBDIR}
			cp $i ${LuJing}${LIBDIR} && echo "cp $i success" || echo "cp $i fail" 
		fi
	done
}




while true;do
     read -p "Input a exec program name like ls/cat... q for quit  " CMD
	case $CMD in 
	q)
		echo "exit..."
		exit
	;;
	*)
		if which --skip-alias $CMD &>/dev/null  && [[ $CMD != "q" ]]; then
       			CmdPath=`which --skip-alias $CMD`
			LibCmd=`ldd $CmdPath|grep -o -E "/[^[:space:]]+"`
			LuJing=/mnt/sys
			CMDCP
			CMDLIBCP
		else
       			 echo "you input is not a right command"
				continue
		fi
	;;
	esac
done

原创文章，作者：M20-1倪文超，如若转载，请注明出处：http://www.178linux.com/45876

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