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标题: 在系统引导期间查找 rootfs（1）简介 [打印本页]

作者: look_w 时间: 2018-5-23 19:02 标题: 在系统引导期间查找 rootfs（1）简介

问题概述根文件系统（在样例错误消息中名为 rootfs）是 Linux 的最基本的组件。根文件系统包含支持完整的 Linux 系统所需的所有内容。它包含所有应用程序、配置、设备、数据等。没有根文件系统，您的 Linux 系统将无法运行。
在重新启动系统后，您可能会遇到 cannot mount rootfs 错误（在 Linux 主机得到 kernel panic 之后）。这种问题经常会在从外部存储中增加一些存储卷之后出现，也可能会在完成文件复制并需要重新启动来完成安装时出现。
如果出现此问题，您的系统将不会重新启动。诊断和修正此问题都需要花时间。本文介绍的 4 个技巧应当可以帮助您解决问题并节省时间。
另一个问题是 Linux 内核需要装入根文件系统，但是它找不到目标设备。换言之，根文件系统没有出现在它应该在的位置。例如，您把 Linux 根文件系统安装在 /dev/sda 磁盘中，但是您的系统在重新启动时无法装入它。出现这个问题有两个可能的原因：
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磁盘 /dev/sda 在系统重新启动时没有显示。
出现这种情况的可能的原因是您的 Linux 主机没有装入根文件系统的关键驱动器。情况未必如此。Linux 安装程序将把需要的所有驱动器构建到 initrd 映像中，以便 Linux 系统可以在启动时轻松地载入设备驱动器。但是，如果您是手动安装了磁盘，则可能会出现此错误。
显示了磁盘 /dev/sda，但是它不是根文件系统。在重新启动后，您的根文件系统已经改为 /dev/sdb。
这是最可能出现的情况。

那么，系统重新启动后 /dev/sda 是如何被重命名为 /dev/sdb 的？在 Linux 中，/dev/sd* 表示 SCSI 设备。Linux 将把这些设备的名称从 sda 改为 sdz（以及从 sdaa 改为 sdzz，以此类推）。它将把第一个 SCSI 设备命名为 /dev/sda，把第二个 SCSI 设备命名为 /dev/sdb，以此类推。
如果使用在根文件系统设备适配器驱动器之前装入的驱动器（最初位于 /dev/sda）在适配器中安装设备，则根文件系统将移到命令链的下一个字母（/dev/sdb），并且根文件系统不是遇到的第一个设备。因此，如果它在行首找不到 rootfs，它就无法装入。
这是所发生情况的简单说明，但是为了给这个场景补充更多上下文，让我们概要说明一下 Linux 引导进程（如果您了解 “根本” 原因，请直接跳到修正问题的四个技巧）。
Linux 引导的工作原理引导加载程序Linux Loader（LILO）是适用于 Linux 的通用引导加载程序，它不依赖于特定的文件系统，并且可以从软盘和硬盘引导操作系统。引导时，您最多可以从十六个不同映像中做出选择，并且可以分别为每个内核设置不同的参数（如根设备）。LILO 可以放在主引导记录（MBR）或分区的引导扇区中；如果执行第二个选项，还必须把另一些内容放到 MBR 中才能装入 LILO。
另一个引导加载程序是 GNU GRUB（GRUB）。GRUB 是多重引导规范（Multiboot Specification）的参考实现，它将允许用户在计算机中立即拥有多个不同的操作系统，以及选择要运行哪个操作系统。GRUB 是动态配置的，在启动时载入其配置并允许在引导时更改，例如选择不同的内核或初始的 RAM 磁盘。GRUB 具有高度可移植性，支持多种可执行格式，并且不依赖于几何参数转换。GRUB 可以从网络下载操作系统映像，因此它可以支持无磁盘系统。GRUB 支持先自动解压缩操作系统映像，然后再引导。而且不同于其他引导加载程序，它可以通过 GRUB 提示符直接与用户进行通信。

以下步骤将概要介绍 Linux 引导进程的工作原理：

计算机在启动时首先执行的是初始测试 POST（开机自检，Power On Self Test），它将测试多个设备，包括处理器、内存、显卡和键盘。此外，还将测试引导介质（硬盘、软盘和 CD-ROM）。在 POST 之后，ROM 中的加载程序将载入引导扇区，该扇区随后将从活动分区中载入操作系统。您可以通过编辑服务器 BIOS 来更改引导介质顺序。
引导扇区总是在同一个位置 — 引导设备的磁道 0、柱面 0、磁头 0。此扇区包含名为 loader 的程序（对于 Linux，它通常是 LILO 或 GRUB）；实际上是此程序引导操作系统。加载程序不是安装在 MBR 中，就是安装在活动主分区的第一个扇区中。
如果服务器中安装了多个操作系统，您需要从引导加载程序菜单中选择需要引导的操作系统。如果安装了多个内核，您还可以在此菜单中选择要载入的内核。
然后，引导加载程序将解压缩并载入内核。内核将首先载入内核模块，然后检测硬件（软驱、硬盘、网络适配器等），检验硬件配置，然后扫描和载入设备驱动程序。
在此阶段，内核将装入根文件系统和系统文件。在重新编译期间，可以（或通过其他程序）配置系统文件的位置。如果载入失败，kernel panic 将出现，并且系统将冻结（freeze）。这是先前提到的载入失败类型。
接下来，内核将启动系统初始化进程 init，这将成为第一个进程。随后它将启动系统的其余部分。init 进程是 Linux 的第一个进程，它是所有其他进程的父进程。此进程是在任何 Linux/UNIX® 系统中第一个运行的进程；它的 PID 始终为 1。
然后，init 将检验 /etc/inittab 文件以确定必须启动哪些进程。此文件将提供关于 runlevel 及在各个 runlevel 上应当启动的进程的 init 信息。然后，init 将查找第一个带有 sysinit（系统初始化）操作的行，然后将执行指定的命令文件，如 Red Hat Linux 中的 /etc/rc.d/rc.sysinit。在执行 /etc/rc.d/rc.sysinit 中的脚本之后，init 将开始启动与初始 runlevel 关联的进程。在执行完 runlevel 初始脚本时，Linux 将允许您登录。

讨论的每种解决方案都将处理这张列表中的第 5 步。

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