grub legacy、内核编译

grub legacy

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

grub legacy:
        stage1: mbr
        stage1_5: mbr之后的扇区，放置/boot的文件系统驱动，让stage1中的bootloader能识别stage2所在的分区上的文件系统
        stage2：磁盘分区(/boot/grub/)，提供开机菜单
  配置文件：/etc/grub.conf–>/boot/grub/grub.conf    stage2及内核等通常放置于一个基本磁盘分区

  功用：
  (1) 提供启动菜单、并提供交互式接口（临时修改，不会永久有效）
        a：内核参数，
        e: 编辑模式，用于编辑菜单
        c: 命令模式，交互式接口
  (2) 加载用户选择的内核或操作系统
        允许传递参数给内核
        可隐藏启动菜单
  (3) 为菜单提供了保护机制
        为编辑启动菜单进行认证
        为启用内核或操作系统进行认证

grub的命令行接口
    help: 获取帮助列表
    help KEYWORD: 详细帮助信息
    find (hd#,#)/PATH/TO/SOMEFILE：判断文件是否存在
    root (hd#,#) 设定该分区为根设备，再查找时可不用跟设备名
    kernel /PATH/TO/KERNEL_FILE: 设定本次启动时用到的内核文件；额外还可添加许多内核支持使用的cmdline参数
    max_loop=100
    selinux=0  禁用selinux
    init=/path/to/init
    initrd /PATH/TO/INITRAMFS_FILE: 设定为选定的内核提供额外文件的ramdisk；
    boot: 引导启动选定的内核

识别硬盘设备：
    (hd#,#)
    hd#: 磁盘编号，用数字表示；从0开始编号
    #: 分区编号，用数字表示; 从0开始编号
        (hd0,0) 第一块硬盘，第一个分区

手动在grub命令行接口启动系统：
    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=#:     设定默认启动的菜单项；落单项(title)编号从0开始
    timeout=#： 指定菜单项等待选项选择的时长
    splashimage=(hd#,#)/PATH/TO/XPM_FILE：菜单背景图片文件路径，设置错误将无法启动
    hiddenmenu： 隐藏菜单
    password [–md5] STRING:  在第一个title上,启动菜单编辑认证
    ———————————————————-
    title TITLE： 定义菜单项“标题”, 可出现多次
    root (hd#,#)： grub查找stage2及kernel文件所在设备分区；为grub“根”
    kernel /PATH/TO/VMLINUZ_FILE [PARAMETERS]： 启动的内核及其参数    或
    initrd /PATH/TO/INITRAMFS_FILE:  内核匹配的ramfs文件
    password [–md5] STRING:  在某个title内,启动选定的内核或操作系统时进行认证
    ———————————————————-
    省略root (hd#,#)时
    kernel (hd#,#)/PATH/TO/VMLINUZ_FILE [PARAMETERS]
    initrd (hd#,#)/PATH/TO/INITRAMFS_FILE

grub加密密码口令：  grub-md5-crypt  密码口令

破解root口令：
启动系统时，设置其运行级别1，进入单用户模式：
    (1) 编辑grub菜单(选定要编辑的title，而后使用e命令);
    (2) 在选定的kernel后附加1, s, S或single都可以；
    (3) 在kernel所在行，键入“b”命令
  或
    (1) 编辑grub菜单(选定要编辑的title，而后使用a命令)；
    (2) 输入1, s, S或single都可以；
    (3) 回车启动

安装grub：
(1) grub-install
    安装grub stage1和stage1_5到/dev/DISK磁盘上，并复制GRUB相关文件到DIR/boot目录下
    grub-install –root-directory=DIR /dev/DISK
(2) grub
    grub> root (hd#,#)
    grub> setup (hd#)

自制linux系统
    1、分区并创建文件系统
         fdisk /dev/sdb
    2、分两个必要的分区  
        /dev/sdb1对应/boot /dev/sdb2对应/
        mkfs.ext4 /dev/sdb1
    3、挂载boot
        mkdir/mnt/boot
        mount /dev/sdb1 /mnt/boot
    4、安装grub
        grub-install –root-directory=/mnt/dev/sdb
    5、恢复内核和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、创建一级目录
        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、复制bash和相关库文件

救援环境
  在根文件系统无法使用时需要，如/bin/mount删除
  对系统没有特殊要求
  从光盘引导（boot.iso或者安装光盘#1）
  从USB盘（由boot.iso制作）引导

1、文件系统重组
    Anaconda将会询问是否应该挂载文件系统
    /mnt/sysimage/*
    /mnt/stage2
    $PATH包括硬盘的目录
2、文件系统节点
    提供系统特定的设备文件
    mknod了解major/minor #’s

3、系统配置文件丢失修复
   系统在引导期间，很重要的一个过程就是init进程读取其配置文件/etc/inittab，启动系统基本服务程序及默认运行级别的服务程序完成系统引导，如果/etc/
inittab误删除或修改错误，Linux将无法正常启动。此时，只有通过救援模式才可以解决此类问题。

（1）有备份文件的恢复办法：
    进入救援模式，执行chroot命令后，如果有此文件的备份（强烈建议系统中的重要数据目录，如/etc、/boot等要进行备份），直接将备份文件拷贝回去，退出重启即可。如果是配置文件修改错误，如比较典型的/boot/grub/grub.conf及/etc/passwd的文件修改错误，也可以直接修正恢复。假设有备份文件/etc/inittab.bak，则在救援模式下执行：
    sh-3.1# chroot/mnt/sysimage
    sh-3.1# cp /etc/inittab.bak /etc/inittab

（2）没有备份文件的恢复办法
    如果一些配置文件丢失或软件误删除，且无备份，可以通过重新安装软件包来恢复，首先查找到/etc/inittab属于哪一个RPM包
    # chroot /mnt/sysimage
    # rpm -qf /etc/inittab
    initscripts-9.03.49-1.el6.centos.x86_64
    退出chroot模式：
    # exit

    挂载存放RPM包的安装光盘（在救援模式下，光盘通常挂载在/mnt/source目录下）：
    # mount /dev/sr0 /mnt/source
    CentOS6系统的RPM包存放在光盘Package目录下，另外，因为要修复的硬盘系统的根目录在/mnt/sysimage下，需要使用–root选项指定其位置。覆盖安装/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命令选项“–replacepkgs”表示覆盖安装，执行完成后，即已经恢复了此文件。

    如果想只提取RPM包中的/etc/inittab文件进行恢复，可以在进入救援模式后，执行命令：
    # rpm2cpio /mnt/source/Packages/initscripts-9.03.49-1.el6.centos.x86_64.rpm | cpio -idv /etc/inittab
    # cp /etc/inittab /mnt/sysimage/etc/
    注意此命令执行时不能将文件直接恢复至/etc目录，只能提取到当前目录下，且恢复的文件名称所在路径要写完整的路径。提取文件成功后，将其复制到根分区所在的/mnt/sysimage目录下相应位置即可

内核编译
  单内核体系设计、但充分借鉴了微内核设计体系的优点，为内核引入模块化机制。

内核组成部分：
    kernel: 内核核心，一般为bzImage，通常在/boot目录下，名称为vmlinuz-VERSION-RELEASE；
    kernel object: 内核对象，一般放置于/lib/modules/VERSION-RELEASE/
        [ ]: N
        [M]: M
        [*]: Y
    辅助文件：ramdisk
        initrd
        initramfs

 
uname[OPTION]…  显示内核版本信息
-n: 显示节点名称；
-r: 显示VERSION-RELEASE;
-a:显示所有信息

lsmod  显示由核心已经装载的内核模块
显示的内容来自于: /proc/modules文件

modinfo [ -k kernel ] [ modulename|filename… ]  显示模块的详细描述信息
-n: 只显示模块文件路径
-p: 显示模块参数
-a: author
-d: description
-l: license

lsmod | grep xfs ; modinfo xfs

内核模块管理

 modprobe   modulename  装载内核模块
 -r ：  卸载内核模块
 配置文件：/etc/modprobe.conf, /etc/modprobe.d/*.conf

depmod：内核模块依赖关系文件及系统信息映射文件的生成工具

insmod [ filename ] [ module options… ]  装载内核模块，需要指定模块文件的路径，不自动解决依赖模块
    insmod `modinfo–n exportfs`
    lnsmod `modinfo–n xfs`

rmmod [ modulename]  卸载内核模块
    rmmod xfs
    rmmod exportfs

/proc目录：  内核把自己内部状态信息及统计信息，以及可配置参数通过proc伪文件系统加以输出
  参数：只读：输出信息
  可写：可接受用户指定“新值”来实现对内核某功能或特性的配置  /proc/sys
    (1) sysctl命令用于查看或设定此目录中诸多参数
            sysctl-w path.to.parameter=VALUE
            sysctl-w kernel.hostname=mail.magedu.com
    (2) echo命令通过重定向方式也可以修改大多数参数的值
            echo "VALUE" > /proc/sys/path/to/parameter
            echo “websrv” > /proc/sys/kernel/hostname

sysctl：设置内核参数
默认配置文件：/etc/sysctl.conf
    (1) 设置某参数
    sysctl -w parameter=VALUE
    (2) 通过读取配置文件设置参数
    sysctl -p [/path/to/conf_file]
常用的几个参数：
    net.ipv4.ip_forward  路由转发功能，0不转发，1转发
    net.ipv4.icmp_echo_ignore_all  是否回应ICMP包，0回应，1不回应
    vm.drop_caches  清理内存缓存，清理等级0，1，2

/sys目录：
sysfs：为用户使用的伪文件系统，输出内核识别出的各硬件设备的相关属性信息，也有内核对硬件特性的设定信息；有些参数是可以修改的，用于调整硬件工作特性。
udev通过此路径下输出的信息动态为各设备创建所需要设备文件，udev是运行用户空间程序
专用工具：udevadmin, hotplug
udev为设备创建设备文件时，会读取其事先定义好的规则文件，一般在/etc/udev/rules.d及/usr/lib/udev/rules.d目录下

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

编译内核前提：
    (1) 准备好开发环境
    (2) 获取目标主机上硬件设备的相关信息
    (3) 获取目标主机系统功能的相关信息
    例如:需要启用相应的文件系统
    (4) 获取内核源代码包 www.kernel.org

开发环境准备
    安装包组(CentOS 6)：
        Server Platform Development
        Development Tools
   目标主机硬件设备相关信息：
        CPU：
        #cat /proc/cpuinfo
        #x86info -a
        #lscpu

硬件设备
  PCI设备：
    lspci
    -v
    -vv
  lsusb
    -v
    -vv
  lsblk
  hal-device

内核编译安装系统
  安装开发包组
  下载源码文件
  .config：准备文本配置文件
  make menuconfig：配置内核选项
  make [-j #]  指定多核心编译
  make modules_install：安装模块
  make install ：安装内核相关文件
  安装bzImage为/boot/vmlinuz-VERSION-RELEASE
  生成initramfs文件
  编辑grub的配置文件

编译安装内核实例
  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

编译内核
(1) 配置内核选项
  支持“更新”模式进行配置：make help
    (a) make config：基于命令行以遍历的方式去配置内核中可配置的每个选项
    (b) make menuconfig：基于curses的文本窗口界面
    (c) make gconfig：基于GTK (GNOME）环境窗口界面
    (d) make xconfig：基于QT(KDE)环境的窗口界面
  支持“全新配置”模式进行配置
    (a) make defconfig：基于内核为目标平台提供的“默认”配置进行配置
    (b) make allyesconfig: 所有选项均回答为“yes“
    (c) make allnoconfig: 所有选项均回答为"no“

(2) 编译内核的一部分功能：
    (a) 只编译某子目录中的相关代码：
        # cd /usr/src/linux
        # make dir/
    (b) 只编译一个特定的模块：
        # cd /usr/src/linux
        # make dir/file.ko
例如：只为e1000编译驱动：
#make drivers/net/ethernet/intel/e1000/e1000.ko

如何交叉编译内核：
编译的目标平台与当前平台不相同；
    # make ARCH=arch_name
要获取特定目标平台的使用帮助
    # make ARCH=arch_namehelp
    # make ARCH=arm help

在已经执行过编译操作的内核源码树做重新编译：
需要事先清理操作：
    # make clean：清理大多数编译生成的文件，但会保留config文件等
    # make mrproper: 清理所有编译生成的文件、config及某些备份文件
    # make distclean：mrproper、patches以及编辑器备份文件