AIX操作系统启动详细介绍

RS/6000的引导检测过程与机型有一定关系,这里介绍大多数机型共同的启动过程,可以选择不同的系统运行模式:可以从磁带或CD-ROM引导系统进入到维护模式(单用户模式);也可以从硬盘引导系统进入到维护模式(单用户模式)或正常模式(多用户模式);还可以进入到系统管理维护(System Management Services,简写SMS),在其中可以修改系统引导设备列表。

系统的启动分为硬件初始化阶段和AIX核心初始化阶段,硬件初始化阶段称为ROS IPL(Read Only Storage Initial Program Load),基于MCA(Micro Channel Architecture ,即微通道结构)的经典RS/6000和PCI的RS/6000在硬件初始化阶段存在很大的差别,进行硬件初始化时,机器前面板的LCD或LED上显示着数字代码,这些数字表示初始化系统的进度,当系统初始化出现故障时,用户可以根据这个代码来确定错误的原因。当机器硬件检测完成之后,它就会从引导设备上加载软件,正常情况下会从硬盘引导BOS,完成AIX核心初始化后,启动系统的初始化进程/etc/init,而init依据文件/etc/inittab的内容启动其他系统进程。

要关闭AIX操作系统,必须执行关机命令,关机命令会终止系统中正在执行的进程,甚至使机器自动下电。停止机器运行的命令有shutdown,halt和reboot等,一般情况下使用shutdown命令式比较安全的。

系统引导概述

系统引导过程依赖于所使用的硬件平台。最初的硬件引导阶段,MCA机器和PCI机器存在着很大的差别,这些差别使得硬件引导的方法有所不同。系统引导的模式分为Normal(正常)模式和Service(维护)模式,因而,也存在两种不同的引导设备列表,即正常模式引导列表和维护模式引导列表。由于MCA系统和PCI系统的差别,选择这两种引导模式及其列表的方法也不同。

完成硬件引导之后,就进入软件引导阶段。在软件引导阶段,MCA机器和PCI机器的操作系统引导过程完全一样。无论是硬件问题,还是软件问题都能终止系统的引导,引导问题是比较常见的问题,熟悉系统的引导过程对解决引导问题是至关重要的。

一般的引导过程

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一般的引导过程,如图所示。

在机器加电启动时,首先检查机器的硬件,确定主要的硬件是否能够正常工作。对于经典的RS/6000机器(MCA结构的系统),这个阶段分为两个独立的阶段:内置设备自检(Build-In Self Test 简写BIST)和加电自检(Power-On Self 简写为POST)。对于PCI机器,由单独的加电自检(POST)完成硬件检查。

经过硬件检查阶段后,系统尝试加在引导逻辑卷(Boot Logical Volume,简称为BLV),并在内存中形成RAM文件系统,同时把控制权交给BLV。

由于在内存中没有加载任何LVM设备驱动程序,因此系统必须在不使用LVM的情况下查找正确的BLV位置。正确的BLV地址信息(包括偏移量和长度)保存在引导磁盘的第一个扇区(512字节的块)上,这个扇区称为引导记录(Boot Record)。

引导逻辑卷(BLV),也称为引导镜像,它包括下面几个部分:

l  软件ROS(Soft Ros) 软件只读存储器(Read Only Storage ,简写为ROS)只适用于PCI的机器上,在PCI的机器上,软件ROS执行一些系统初始化工作。PCI机器的ROS不提供软件ROS,而是由AIX提供软件ROS。

l  AIX内核 AIX内核总是从BLV加载。/unix(软连接到/usr/lib/boot/unix_mp或unix_up)是一份内核的副本。这个版本被用于构建hd4文件系统。在系统引导的时候,从hd4文件系统读取内核镜像。

l  Rc.boot rc.boot是一个Shell命令文件,它是配置系统的脚本。在系统引导期间,init进程要执行它三次。

l  简化的ODM 简化的ODM只提供最基本的设备配置信息。

l  引导命令 在引导过程中要执行一些命令,例如cfgmgr和bootinfo等。

当加载BLV之后,由于rootvg没有被激活,并不可用,引导所需的信息都包含在用于在内存中创建 RAM文件系统的BLV中。之后,init进程被加载运行,并由init进程开始配置基本设备,这是第一引导阶段(init 在执行rc.boot时带着一个参数1)。

下一步被称为第二引导阶段,主要目的是激活rootvg。这是最常出现问题的阶段,例如一个文件系统或jfslog被破坏。接着控制权交给rootvg中的init进程,然后释放RAM文件系统。

最后,init进程(从磁盘加载的进程,而不是BLV中的init进程)带参数3执行rc.boot脚本配置剩余的设备从/etc/inittab启动其他进程。

硬件检测过程(BIST和POST)

前面已提到,在硬件引导过程中,MAC体系结构的经典RS/6000和当今流行的PCI体系结构RS/6000存在着比较大的差异。下面介绍这些差异。

  1. 经典RS/6000的引导过程

下图是经典RS/6000的启动流程图。经典RS/6000机型(MCA结构的系统)在启动时,当系统加电启动后,就先进行到内置谁被自检(Build_In Self Test简写为BIST),这些测试位于EPROM芯片中。BIST只检测主板上一些最基本的系统组件,如处理器,内存和系统背板(System Planar)等,在这个测试阶段,在前面板的LED上根据硬件设备的状态显示100到195之间的代码。

经典RS/6000启动流程

经典RS/6000启动流程

当BIST阶段完成后,然后再进行加电自检(Power-On Self Test简写为POST)阶段。POST将检查一些其他系统设备和I/O设备。POST完成之后,就开始查找一个可以引导系统的设备(即引导逻辑卷,BLV),然后把引导程序和内核程序从引导设备调入到内存。所有需要加载阴道镜像的硬件都会被检测到,在这个阶段,LED的代码是200到2E7,硬件问题和软件问题都可能中断系统的启动。当所有硬件通过检测之后,接着就是软件系统的启动。

在MCA系统中,加载BLV时就检查引导设备列表,引导设备列表由切换钥匙的位置来确定。

  1. PCI的RS/6000的引导过程

当PCI的RS/6000引导时,与MCA的RS/6000存在很大的差别,前面已提到的差别是基于PCI的RS/6000机型,而没有BIST阶段,只有POST阶段,实际上时将BIST和POST合为一个阶段。另一个差别是PCI的RS/6000没有钥匙切换(切换启动模式的钥匙,MCA机器的前面板上这个钥匙),现代的PCI机器上用一种逻辑钥匙模式切换,即通过按某些功能键来处理这个启动模式的切换。

当PCI系统进行POST时,就检测基本的硬件设备,如处理器,内存,系统背板(System Planar)和I/O设备等。当POST结束时,如果从使用图形控制台启动系统,则在屏幕上依次显示内存,键盘,网络,SCSI适配器和扬声器等5个图标;如果从使用字符控制台启动系统,则在屏幕上依次显示Memory,keyboard,Network,SCSI和Speaker等5个文字单词,表示在POST阶段对这几个硬件部分分别进行了检测。系统检测完成后,就要加载操作系统的引导程序,寻找引导逻辑卷(BLV),即可引导的镜像程序,然后将可引导的镜像程序调入内存。当屏幕上显示”Starting Software…”字样时,表示现在正在启动软件系统,也就是启动AIX系统,到这里整个硬件的引导将完成,接着就是软件系统的启动。

基于PCI的RS/6000启动流程

基于PCI的RS/6000启动流程

早期的PCI机器,例如7020-40P和7248-43P,在引导系统硬件时没有LED显示,因此无法通过LED码来解决引导中的问题。幸运的是,现代的PCI机器已改变了这种情况,但是不同的机型在系统启动阶段产生的错误代码也不相同。因此,要精确地判断错误代码的含义只能参考随机器所带的维护指南或手册,或者通过IBM的网站查找相应机型的引导错误代码的含义。

系统的引导模式

大体上讲,AIX操作系统的启动模式有两种,分别是Normal(正常)模式和Service(维护)模式,有时候将Normal(正常)模式成为多用户模式,将Service(维护)模式成为单用户模式。

  1. 经典RS/6000系统的引导模式

经典的RS/6000(MCA系统)前面板上有一个钥匙状态,它有三个位置,3个状态分别是:

l  Normal(正常)

l  Secure(安全)

l  Service(维护)

钥匙只有处在Normal位置,才能从硬盘中引导AIX操作系统到多用户;当钥匙处于Secure时,系统不会启动,这是系统的安全状态,这样可以锁定系统,不允许任何人来启动系统;而在Service位置,这是系统的维护状态,系统会从磁带,CD-ROM和硬盘等设备,比如如果安装操作系统一定要从磁带或CD-ROM引导,则钥匙必须处于Service模式。

将钥匙处于Normal模式,从硬盘引导BOS,用户程序和系统程序能够正常地运行,而且所有可以登录的终端都被激活,所有的文件系统也可以被访问,网络正常启动并且能够通信,系统处于多用户方式下(即运行级别是2).如果要正常模式引导系统,就将MCA机器的钥匙状态扳到Normal位置,系统就寻找正常模式的而引导设备列表(Boot List),根据该列表上探测出一个可以引导的设备,即找到一个包含引导逻辑卷的设备。

当钥匙处于Service位置时,从磁带或CD-ROM引导BOS,用户程序一般不能运行,只能从系统控制台可以登录,能够执行的命令不多,网络没有启动,所以也无法通信。如果要以维护模式引导系统,就将MCA机器的钥匙状态扳倒Service位置,系统就寻找维护模式的引导设备列表,根据该列表来探测出一个包含引导逻辑卷的设备。

更改引导列表中设备的顺序,可以在AIX命令行下用bootlist命令修改,也可以在diag菜单中修改。

  1. PCI的RS/6000系统的引导模式

基于PCI的RS/6000没有钥匙状态,只有两种引导模式,分别是Normal(正常)模式和Service(维护)模式。多用户模式一般从内置硬盘启动系统,单用户模式可以从磁带,CD-ROM或者硬盘启动。正常模式(多用户模式)引导AIX系统时,是哟有的用户程序和系统进程能够正常运行,而且所有激活的终端可以注册登录,所有的文件也能被访问,网络正常启动并且能够通信,系统处于多用户方式下。

以维护模式引导系统时,就会进入到系统诊断状态,用户可以查看和更改系统的设备和配置,可以进行系统的诊断及维护工作。系统管理员一般进入到这种执行系统维护和管理任务,此时的系统中只有一个root用户,因此被称为单用户模式。PCI系统的维护模式分为两种情况,一种是独立诊断模式(从磁带或CD-ROM引导到维护模式),另一种是在线诊断模式(从硬盘引导到维护模式),这两种模式在今后会提到。

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