Linux管理員手冊(5)

class="22881"> 本節說明當Linux系統引導和關機時發生了什麼,應該任何正確完成. 如果沒有遵循正確的過程, 文件可能損壞或丟失.

　　引導和關機概述

　　開啟計算機並導致其操作系統被加載的過程 叫引導. The name comes from an image of the computer pulling itself up from its bootstraps, but the act itself slightly more realistic.
　　啟動過程中,計算機首先加載了一小段叫 bootstrap loader的程序,它依次加載和啟動操作系統, bootstrap loader通常存儲在硬盤或軟盤的固定的位置. 這2步過程的理由是操作系統大而復雜,而計算機加載的第一段代碼很小(幾百字節),以免使固件不必要地復雜化.

　　不同的計算機的bootstrap不同. 對於PC, 計算機(它的BIOS)讀軟盤或硬盤的第一個扇區(叫 引導扇). bootstrap loader包含在這個扇區中. 它加載位於磁盤(和其他)的其他地方的操作系統.

　　Linux加載後, 它創始化硬件和設備驅動, 然後運行 init . init 啟動其他進程以允許用戶登錄和做其他事情. 這部分的細節在下面討論.

　　為了關閉一個Linux系統, 首先所有進程被告知結束(這使他們關閉所有文件, 完成必要的其他事情, 使之整齊地結束), 然後unmount文件系統和對換區, 最後打印可以關掉電源的信息到控制台. 如果沒有遵循正確的過程, 可怕的事情可能發生. 最重要的, 文件系統緩沖cache可能沒有回寫, 這意味著其中的所有數據將丟失, 磁盤上的文件系統不完整, 並可能不可用.

　　近觀引導過程

　　可以從軟盤或硬盤引導Linux. 安裝和開始指南的安裝一節 ([Wel]) 告訴你如何安裝Linux, 並按你希望的方式引導.

　　當PC引導後, BIOS做一些測試保證一切正常, 然後開始真正的引導. 它選擇一個磁盤(通常是第一個軟驅, 如果有軟盤的話, 否則就是第一個硬盤, 如果安裝了的話; 順序是可設置的). 然後讀第一個扇區, 這叫引導扇; 對於硬盤, 也叫主引導記錄, 因為硬盤可以包含多個分區, 每個分區都有自己的引導扇.

　　引導扇包含一個小程序(小到可以存入一個扇區), 它的責任是從磁盤讀入真正的操作系統並啟動之. 從軟盤啟動Linux時, 引導扇包含的代碼只讀前數百個數據塊(當然, 依賴於核心的大小)到預定的內存位置. Linux引導軟盤上, 沒有文件系統, 核心存在連續的扇區中, 因為這樣簡化了引導過程. 當然, 使用LILO(LInux LOader)可以從文件系統引導.

　　從硬盤引導, 主引導記錄的代碼檢查分區表(也在主引導記錄扇區中), 確認活動分區(標記為可引導的分區), 從該分區讀引導扇區, 然後啟動該引導扇區的代碼. 該分區的引導扇區的代碼做與軟盤所做的相同: 從該分區讀入核心並啟動. 但細節不同, 因為一般只給核心映象做一個單獨的分區是沒什麼用的, 所以分區引導扇中的代碼不能只順序地讀磁盤, 它必須找到文件系統把它們放在哪些扇區中. 有幾個方法解決這個問題, 但最通常的方法是使用LILO. (關於如何做的細節與這裡的討論無關; 更多的信息請看LILO文檔, 它很全面)

　　用LILO引導時, 它讀入並引導缺省核心. 也可以設置LILO, 使之能引導若干個核心之一, 甚至其他操作系統, 也可以在引導時讓用戶選擇引導哪個核心或操作系統. LILO可以設置為如果有人在引導時按住 alt, shift, or ctrl鍵 (LILO啟動時), LILO將不立即引導缺省的而問用戶引導哪個. LILO可以設置為帶一個timeout選項並詢問, 當超時時, 就引導缺省核心.

　　META: 除了LILO還有其他的引導載入程序, 如loadlin, 它們的信息將在下一版本中給出.

　　從軟盤和硬盤啟動各有優勢, 但通常從硬盤啟動更好, 因為這避免了關於軟盤的爭論. 而且快. 然而, 安裝相同從硬盤啟動可能有更多的麻煩, 因此很多人先用軟盤引導, 然後當相同工作很好後, 再安裝LILO從硬盤引導.

　　Linux核心被讀入內存後, 才真正啟動了, 概述如下:


　　Linux核心是被壓縮安裝的, 所以它首先得解壓自己. 核心映象開頭包括一個解壓的小程序.

　　如果你有Linux可識別的super-VGA卡, 且支持一些特殊的文本模式(如100列40行), Linux會問你要用哪個模式. 編譯核心時, 可能預定了一個視頻模式, 就不會問了. 這也可以用LILO或 rdev 完成.
　　然後, 核心檢查還有什麼其他硬件(硬盤, 軟盤, 網卡...), 並配置適當的設備驅動; 同時, 輸出查找結果的信息. 例如, 我引導時, 得到類似如下信息:

　　LILO boot:
　　Loading linux.
　　Console: colour EGA+ 80x25, 8 virtual consoles
　　Serial driver version 3.94 with no serial options enabled
　　tty00 at 0x03f8 (irq = 4) is a 16450
　　tty01 at 0x02f8 (irq = 3) is a 16450
　　lp_init: lp1 exists (0), using polling driver
　　Memory: 7332k/8192k available (300k kernel code, 384k reserved, 176k data)
　　Floppy drive(s): fd0 is 1.44M, fd1 is 1.2M
　　Loopback device init
　　Warning WD8013 board not found at i/o = 280.
　　Math coprocessor using irq13 error reporting.
　　Partition check:
　　hda: hda1 hda2 hda3
　　VFS: Mounted root (ext filesystem).
　　Linux version 0.99.pl9-1 (root@haven) 05/01/93 14:12:20

　　精確的文本在不同系統上不同, 依賴硬件, Linux版本, 及其配置.
　　然後核心試圖mount根文件系統. 位置可在編譯時設置, 或在任何時候使用 rdev 或LILO. 文件系統類型自動檢測. 如果根文件系統mount 失敗, 例如因為你忘了在核心中包含相關的文件系統驅動, 核心將失敗, 系統停止(此時沒什麼可做了).

　　根文件系統通常被只讀mount(這可用與位置相同的方法). 這可使文件系統在mount上時檢查; 檢查一個可讀寫的已mount的文件系統可不是個好主意.

　　然後, 核心在後台啟動程序 init (位於/sbin/init ) (它的進程號是1). init 做許多啟動工作. 確切的事依賴於設置; 參見章了解更多信息. 它至少要啟動一些必要的後台守候程序.

　　init 然後切換到多用戶模式並啟動getty ,提供虛擬控制台和串行線. getty 是一個讓用戶通過虛擬控制台和串行終端登錄的程序. init 還可能啟動一些其他程序, 基於設置.

　　至此, 引導完成, 系統啟動並正常運行.

　　關於關機的更多信息

　　關閉Linux系統時，遵循正確的過程是很重要的。否則，文件系統可能成為廢物，文件可能變成雜亂的。這是因為Linux使用磁盤緩存，並不立即將數據寫到磁盤，而是間歇地回寫。這極大地改善了性能，但同時也意味著如果你只是關閉電源，cache可能保留著大量數據，而磁盤上的數據可能不是一個全部的正在工作的文件系統(因為有些數據已經回寫到硬盤，而有些沒有)。

　　另一個不能直接關閉電源的原因是：在多任務系統中，後台可能運行著很多東西，關閉電源可能損失慘重。使用正確的關機順序，可以保證所有的後台進程得以保存他們的數據。

　　正常關閉Linux系統的命令是shutdown 。它通常使用2種方法之一。

　　如果系統只有你一個用戶，使用shutdown 的通常方法是退出所有運行程序，從所有虛擬控制台注銷，用root登錄(如果你已經是root，當然不必再注銷、登錄，但應該換到根目錄，以免由於unmount出現問題)，然後運行命令shutdown -h now (雖然單用戶時一般不必要，但如果需要一個延時，用一個加號加一個表示分鐘的數目代替now)

　　如果系統是多用戶，使用命令shutdown -h +time message， time是到系統停止的分鐘數，message是告知所有用戶系統關機原因的短信息。

　　# shutdown -h +10 'We will install a new disk. System should
　　〉 be back on-line in three hours.'
　　#

　　上面的命令警告所有用戶，系統將在10分鐘後關閉，他們最好保存信息，否則將丟失。警告將顯示在所有登錄的終端上，包括所有的xterm 上:
　　Broadcast message from root (ttyp0) Wed Aug 2 01:03:25 1995...

　　We will install a new disk. System should
　　be back on-line in three hours.
　　The system is going DOWN for system halt in 10 minutes !!

　　警告在系統關閉前將自動重復數遍，隨著時間流逝，間隔越來越短。

　　當延時之後關閉系統真正開始時，所有文件系統(除了根)被unmount，所有用戶進程(如果有人還未注銷)被終止，守侯進程被關閉，所有東西都停下來。此後，init 打印出一條信息告知你可以關掉電源了。此時，也只有在此時，你才可以關閉電源。

　　有時(雖然在任何好的系統上極少)，系統可能不能正常關閉。例如，核心紊亂、崩潰等不正常情況，可能無法鍵入任何命令，因此正常關機可能有些困難，這是只能直接關機。問題可能沒那麼嚴重，比如，有人誤動了你的鍵盤，核心和update 程序還在正常運行，等待一些時間可能是個好建議，這能使update 有機會將緩沖cache 中的數據回存硬盤，然後再直接關機。

　　有人喜歡用sync 三遍來關閉系統，等到磁盤I/O停止，然後在關閉電源。如果沒有什麼程序運行著，這和用shutdown 等效。然而，它不unmount任何文件系統，可能導致ext2fs的"干淨文件系統"標志出問題。這種3遍sync的方法是不推薦使用的。

　　(In case you're wondering: the reason for three syncs is that in the early days of UNIX, when the commands were typed separately, that usually gave sufficient time for most disk I/O to be finished.)

　　重啟動

　　重啟動就是完全關閉系統，關掉電源，然後再打開。簡單方法是用shutdown 重啟動系統而不是僅停止系統。這要使用shutdown的 -r選項，例如命令shu