深入Linux的LILO
时间：2007-02-17 来源：PHP爱好者
Linux的引导可以采用多种方式，其加载器LILO(Linux Loader)是一个灵活的引导加载程序，与其他常用的引导加载程序相比，LILO引导方式显得更具有艺术性，对其深入的理解，将有助于我们方便地处理多重系统、网络引导、大硬盘及大内存等诸多棘手的问题。
一、 LILO的引导机制
众所周知，计算机的最初启动是由BIOS控制的，在对一些硬件（如：内存、键盘等）初始化之后，它会试图加载硬盘的主引导记录（MBR）或软盘的引导扇区。
MBR可通过两种方式运行，其一是定位到活动分区并加载相应的引导扇区，然后由引导扇区完成该分区内操作系统的基本组件的加载；其二是直接从一指定分区中加载信息，并通过它装入任一分区的操作系统，诸如LILO、OS/2 boot loader及Partition Magic等引导加载程序都可以配置成这种方式。
软盘的引导扇区相当于硬盘活动分区的引导扇区，它通常用于装入软盘上的操作系统。
由此可见，只要把LILO安装在MBR、活动分区或者引导软盘上，就能接管计算机的控制权，然后由LILO完成后继的引导过程。LILO中建有一个引导表地址编码，借此它的引导程序就能定位到Linux的内核文件，这种地址编码既可以按照柱面/磁头/扇区(CHS)模式，又可以采用LBA的线性块号模式，因此，即使对某些SCSI控制程序LILO也能运转良好。
当LILO定位到配置文件后，经过预引导过程，就显示提示符：
LILO boot:
此时，系统允许选择引导不同的操作系统或者不同的内核配置，按Tab键显示可选项列表，然后输入可选项或者直接回车选择缺省配置，如果选择了引导Linux，还可以直接传递参数到系统内核。
和其他系统的引导加载程序相比，LILO具有更大的灵活性，其引导方式也更丰富多彩。
● 当LILO被安装在硬盘的MBR、活动分区或引导软盘上时，作为原引导程序的替身，它能引导任一硬盘任一分区上的Linux和其他操作系统；
● 除了引导扇区，它没有任何隐含文件，也不需要使用特定的分区，它的配置文件可以在任何分区、甚至是存放在与Linux毫不相干的DOS分区的某个子目录下；
● 它能引导几个不同的内核配置，甚至是几个不同的内核；
● 它能引导同一机程序上的多个Linux版本；
● 它能从网络上引导Linux。
LILO的灵活性使得其配置变得相当复杂，当有多个系统共存时，建议先安装其他操作系统，最后再装Linux，这样，设置LILO对其他系统的引导会相对简单一些。
二、几个重要的LILO引导参数
LILO的引导参数有很多，在此只对一些比较重要的参数作一介绍。
1. “boot=”
此参数指明包含引导扇区的设备名（如：/dev/had），若此项忽略，则从当前的根分区中读取引导扇区。
2. “root=”
此参数告诉内核启动时以哪个设备作为根文件系统使用，其设定值为构造内核时根文件系统的设备名，可用的设备名有：
(1)/dev/hdaN~/dev/hddN：ST-506兼容硬盘，a到d上的N个分区
(2)/dev/sdaN~/dev/sdeN：SCSI兼容硬盘，a到e上的N个分区
(3)/dev/xdaN~/dev/xdbN：XT兼容硬盘，a到b上的N个分区
(4)/dev/fdN：软盘，A：（N=0）或B：（N=1）
(5)/dev/nfs：由网络取得根文件系统的标志
3. “nfsroot=”
若需通过NFS提供根文件系统来引导无盘工作站，此参数为内核指定了网络根文件系统所在的机程序、目录及NFS，其格式为：nfsroot=[〈server_ip〉:]〈root_dir〉[,nfs_options〉]
4. “nfsaddrs=”
设定网络通讯所需的各种网络界面地址，如无此参数，则内核会试图用反向地址解析协定(RARP)或启动协定(BOOTP)找出这些参数，其格式为：
nfsaddrs=〈客户端IP〉:〈服务端IP〉:〈网关IP〉:〈子网屏蔽〉:〈客户端名称〉:〈网络设备名 〉:〈auto〉
5. “image=”
指定Linux的内核文件。
6. “delay=”
设定引导第一个映像前的等待时间。
7. “disk=”
此参数为某一特殊的硬盘定义非标准参数。
8. “append=”
为内核传递一个可选的参数行，其典型的应用是为不能完全由系统自动识别的硬盘指定参数，如： append = "hd=64,32,202"
9. “label=”
此参数为每个映像指定一个名字，以供引导时选择。
10. “read-only”
设定以只读方式挂入根文件系统，用于文件系统一致性检查（fsck）。
11. “install=”
安装一个指定文件作为新的引导扇区，缺省为/boot/boot.b。
12. “loader=”
说明所使用的链加载程序(chain loader)，缺省为/boot/chain.b，如果不是从首硬盘或软盘启动，那么，此选项必须说明。
13. “table=”
说明包含分区表的设备名，如果此参数忽略，引导加载程序将不能传递分区信息到已引导的操作系统。当此参数指向的分区表被修改时，必须重新运行/sbin/lilo。
14. “init=”
内核初始化时执行的程序，通常过程为init、getty、rc和sh，版本1.3.43以来的Linux内核能够执行/sbin/init说明的命令行，若在引导过程中出现问题，则可设置init=/bin/sh直接跳到Shell。
15. “ramdisk_start=”
由于内核不能放在压缩的内存文件系统映像内，为使内核映像能够和压缩的内存映像放在一张软盘内，加入“ramdisk_start=〈offset〉”，这样内核才能开始执行。
16. “mem=”
此参数的目的之一是为Linux指定使用的内存数量：如mem=96MB，目的之二是指定mem=nopentium告诉内核不要使用４MB分页表。
17. “vga=”
设置显示模式，如80×50、132×44等。
三、LILO典型配置方法
通常情况下，Linux的安装程序自身就可以完成LILO的安装配置，从而较好地解决多重系统的引导问题，如果系统不能自动完成这种配置，则可以通过手工修改配置文件/etc/lilo.conf来实现不同条件下的引导。
1. 当系统能自动完成配置时
对于这种情况只有一个建议：将LILO安装到Linux分区的根上，而不是MBR这个多事地带。假设当前hda1中装有DOS/Windows，hda2中安装了Linux，则/etc/lilo.conf的内容大致如下：
boot=/dev/hda2 ＃指定引导位置
compact
delay=50 ＃延时５秒
root=current ＃根在当前分区
image=/boot/vmlinuz ＃指定linux的内核文件
label=linux ＃用linux为代表名称
other=/dev/hda1 ＃其他操作系统所在的分区
table=/dev/hda ＃指定包含分区表的硬盘
label=dos ＃用dos为代表名称
2. 当系统无法自动完成配置时
系统无法自动完成配置的情况不外乎两种：
（1）BIOS不能直接看到Linux的根分区；
（2）BIOS只能读写标准IDE硬盘的前504MB。
这时，必须遵循一个最基本的原则：建立一个BIOS能存取的较小的Linux分区，其中包含内核文件、映射文件及链加载程序等必要内容，而根则可以是另外一个独立的分区。至于配置上的其他细节，我们通过以下实例来进行说明。
例１：主硬盘为IDE接口，第二硬盘为SCSI接口，根文件在SCSI上。
对策：在IDE硬盘上划分一个较小的Linux分区（/dev/hda2），其中包含基本文件，挂接到/u2下，其配置文件/etc/lilo.conf的主要内容为：
boot=/dev/hda ＃lilo装在主ide的mbr
install=/u2/etc/lilo/boot.b ＃从boot.b安装lilo引导记录
map=/u2/etc/lilo/map ＃安装程序建立此映射文件，告诉引导载入程序内核块的位置
compact
timeout=50
image=/u2/vmlinuz ＃内核文件应事先拷贝到/u2下
label=linux
root=/dev/sda1 ＃告诉内核根系统在scsi硬盘上
read-only
other=/dev/hda1
loader=/u2/etc/lilo/chain.b ＃指明加载程序
label=dos
例２：一个标准的IDE大硬盘需安装Linux和DOS/Windows。
对于大硬盘问题，很多人只知道低于1024个柱面的限制，而不知为什么标准的IDE硬盘只能认前504MB。
其实，BIOS的int13调用是采用三个位元组的CHS编码，10位为柱面号，8位为磁头号，6位为扇区号。可能的柱面号码是0～1023，可能的磁头号码是0～255，而磁道上可能的扇区号码是1～63，以这24位最多可以定址8455716864个位元组(7.875GB)。
但不幸的是，标准的IDE介面容许256个扇区／磁道、 65536个柱面及16个磁头。它自己本身可以存取2３７= 137438953472(128 GB)，但是加上BIOS方面 63个扇区与1024 个柱面的限制后只剩528482304(504 MB)可以定址得到。
对策：在硬盘的前500MB中划分350MB(/dev/hda1)给DOS，150MB(/dev/hda2)给Linux，在相应的配置文件中应说明硬盘的参数。
boot=/dev/hda
... ...
disk=/dev/hda
bios=0x80
sectors=63
heads=16
cylinders=2100
image=/vmlunuz
append="hd=2100,16,23"
root=/dev/hda2
label=linux
四、LILO的卸载
当LILO覆盖了引导扇区时，它会保留一个引导扇区的备份在/boot/boot.xxyy中，其中xxyy是16进制的设备主／次号码（major/minor numbers），利用命令“ls -l /dev/device”就可获得硬盘或分区的主／次号码。如果这些备份文件已经存在，那么，当你重新安装LILO或重构内核时，它将不再生成此文件，这就保证了此备份文件是最原始的引导扇区。
若要卸载LILO，你只需恢复初始的引导扇区就可以了。例如：LILO安装在/dev/had，对应的备份文件为/boot/boot.0300，简单地使用下面的命令即可：
dd if=/boot/boot.0300 of=/dev/had bs=446 count=1
当然，若想完全卸掉Linux，必须用Linux的fdisk对Linux分区进行破坏，因为DOS的fdisk无法移去非DOS分区。
关于LILO值得探讨的问题还有很多，但只要懂得了其内部机制，对更复杂的实际情况也能较圆满地解决。
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一、 LILO的引导机制
众所周知，计算机的最初启动是由BIOS控制的，在对一些硬件（如：内存、键盘等）初始化之后，它会试图加载硬盘的主引导记录（MBR）或软盘的引导扇区。
MBR可通过两种方式运行，其一是定位到活动分区并加载相应的引导扇区，然后由引导扇区完成该分区内操作系统的基本组件的加载；其二是直接从一指定分区中加载信息，并通过它装入任一分区的操作系统，诸如LILO、OS/2 boot loader及Partition Magic等引导加载程序都可以配置成这种方式。
软盘的引导扇区相当于硬盘活动分区的引导扇区，它通常用于装入软盘上的操作系统。
由此可见，只要把LILO安装在MBR、活动分区或者引导软盘上，就能接管计算机的控制权，然后由LILO完成后继的引导过程。LILO中建有一个引导表地址编码，借此它的引导程序就能定位到Linux的内核文件，这种地址编码既可以按照柱面/磁头/扇区(CHS)模式，又可以采用LBA的线性块号模式，因此，即使对某些SCSI控制程序LILO也能运转良好。
当LILO定位到配置文件后，经过预引导过程，就显示提示符：
LILO boot:
此时，系统允许选择引导不同的操作系统或者不同的内核配置，按Tab键显示可选项列表，然后输入可选项或者直接回车选择缺省配置，如果选择了引导Linux，还可以直接传递参数到系统内核。
和其他系统的引导加载程序相比，LILO具有更大的灵活性，其引导方式也更丰富多彩。
● 当LILO被安装在硬盘的MBR、活动分区或引导软盘上时，作为原引导程序的替身，它能引导任一硬盘任一分区上的Linux和其他操作系统；
● 除了引导扇区，它没有任何隐含文件，也不需要使用特定的分区，它的配置文件可以在任何分区、甚至是存放在与Linux毫不相干的DOS分区的某个子目录下；
● 它能引导几个不同的内核配置，甚至是几个不同的内核；
● 它能引导同一机程序上的多个Linux版本；
● 它能从网络上引导Linux。
LILO的灵活性使得其配置变得相当复杂，当有多个系统共存时，建议先安装其他操作系统，最后再装Linux，这样，设置LILO对其他系统的引导会相对简单一些。
二、几个重要的LILO引导参数
LILO的引导参数有很多，在此只对一些比较重要的参数作一介绍。
1. “boot=”
此参数指明包含引导扇区的设备名（如：/dev/had），若此项忽略，则从当前的根分区中读取引导扇区。
2. “root=”
此参数告诉内核启动时以哪个设备作为根文件系统使用，其设定值为构造内核时根文件系统的设备名，可用的设备名有：
(1)/dev/hdaN~/dev/hddN：ST-506兼容硬盘，a到d上的N个分区
(2)/dev/sdaN~/dev/sdeN：SCSI兼容硬盘，a到e上的N个分区
(3)/dev/xdaN~/dev/xdbN：XT兼容硬盘，a到b上的N个分区
(4)/dev/fdN：软盘，A：（N=0）或B：（N=1）
(5)/dev/nfs：由网络取得根文件系统的标志
3. “nfsroot=”
若需通过NFS提供根文件系统来引导无盘工作站，此参数为内核指定了网络根文件系统所在的机程序、目录及NFS，其格式为：nfsroot=[〈server_ip〉:]〈root_dir〉[,nfs_options〉]
4. “nfsaddrs=”
设定网络通讯所需的各种网络界面地址，如无此参数，则内核会试图用反向地址解析协定(RARP)或启动协定(BOOTP)找出这些参数，其格式为：
nfsaddrs=〈客户端IP〉:〈服务端IP〉:〈网关IP〉:〈子网屏蔽〉:〈客户端名称〉:〈网络设备名 〉:〈auto〉
5. “image=”
指定Linux的内核文件。
6. “delay=”
设定引导第一个映像前的等待时间。
7. “disk=”
此参数为某一特殊的硬盘定义非标准参数。
8. “append=”
为内核传递一个可选的参数行，其典型的应用是为不能完全由系统自动识别的硬盘指定参数，如： append = "hd=64,32,202"
9. “label=”
此参数为每个映像指定一个名字，以供引导时选择。
10. “read-only”
设定以只读方式挂入根文件系统，用于文件系统一致性检查（fsck）。
11. “install=”
安装一个指定文件作为新的引导扇区，缺省为/boot/boot.b。
12. “loader=”
说明所使用的链加载程序(chain loader)，缺省为/boot/chain.b，如果不是从首硬盘或软盘启动，那么，此选项必须说明。
13. “table=”
说明包含分区表的设备名，如果此参数忽略，引导加载程序将不能传递分区信息到已引导的操作系统。当此参数指向的分区表被修改时，必须重新运行/sbin/lilo。
14. “init=”
内核初始化时执行的程序，通常过程为init、getty、rc和sh，版本1.3.43以来的Linux内核能够执行/sbin/init说明的命令行，若在引导过程中出现问题，则可设置init=/bin/sh直接跳到Shell。
15. “ramdisk_start=”
由于内核不能放在压缩的内存文件系统映像内，为使内核映像能够和压缩的内存映像放在一张软盘内，加入“ramdisk_start=〈offset〉”，这样内核才能开始执行。
16. “mem=”
此参数的目的之一是为Linux指定使用的内存数量：如mem=96MB，目的之二是指定mem=nopentium告诉内核不要使用４MB分页表。
17. “vga=”
设置显示模式，如80×50、132×44等。
三、LILO典型配置方法
通常情况下，Linux的安装程序自身就可以完成LILO的安装配置，从而较好地解决多重系统的引导问题，如果系统不能自动完成这种配置，则可以通过手工修改配置文件/etc/lilo.conf来实现不同条件下的引导。
1. 当系统能自动完成配置时
对于这种情况只有一个建议：将LILO安装到Linux分区的根上，而不是MBR这个多事地带。假设当前hda1中装有DOS/Windows，hda2中安装了Linux，则/etc/lilo.conf的内容大致如下：
boot=/dev/hda2 ＃指定引导位置
compact
delay=50 ＃延时５秒
root=current ＃根在当前分区
image=/boot/vmlinuz ＃指定linux的内核文件
label=linux ＃用linux为代表名称
other=/dev/hda1 ＃其他操作系统所在的分区
table=/dev/hda ＃指定包含分区表的硬盘
label=dos ＃用dos为代表名称
2. 当系统无法自动完成配置时
系统无法自动完成配置的情况不外乎两种：
（1）BIOS不能直接看到Linux的根分区；
（2）BIOS只能读写标准IDE硬盘的前504MB。
这时，必须遵循一个最基本的原则：建立一个BIOS能存取的较小的Linux分区，其中包含内核文件、映射文件及链加载程序等必要内容，而根则可以是另外一个独立的分区。至于配置上的其他细节，我们通过以下实例来进行说明。
例１：主硬盘为IDE接口，第二硬盘为SCSI接口，根文件在SCSI上。
对策：在IDE硬盘上划分一个较小的Linux分区（/dev/hda2），其中包含基本文件，挂接到/u2下，其配置文件/etc/lilo.conf的主要内容为：
boot=/dev/hda ＃lilo装在主ide的mbr
install=/u2/etc/lilo/boot.b ＃从boot.b安装lilo引导记录
map=/u2/etc/lilo/map ＃安装程序建立此映射文件，告诉引导载入程序内核块的位置
compact
timeout=50
image=/u2/vmlinuz ＃内核文件应事先拷贝到/u2下
label=linux
root=/dev/sda1 ＃告诉内核根系统在scsi硬盘上
read-only
other=/dev/hda1
loader=/u2/etc/lilo/chain.b ＃指明加载程序
label=dos
例２：一个标准的IDE大硬盘需安装Linux和DOS/Windows。
对于大硬盘问题，很多人只知道低于1024个柱面的限制，而不知为什么标准的IDE硬盘只能认前504MB。
其实，BIOS的int13调用是采用三个位元组的CHS编码，10位为柱面号，8位为磁头号，6位为扇区号。可能的柱面号码是0～1023，可能的磁头号码是0～255，而磁道上可能的扇区号码是1～63，以这24位最多可以定址8455716864个位元组(7.875GB)。
但不幸的是，标准的IDE介面容许256个扇区／磁道、 65536个柱面及16个磁头。它自己本身可以存取2３７= 137438953472(128 GB)，但是加上BIOS方面 63个扇区与1024 个柱面的限制后只剩528482304(504 MB)可以定址得到。
对策：在硬盘的前500MB中划分350MB(/dev/hda1)给DOS，150MB(/dev/hda2)给Linux，在相应的配置文件中应说明硬盘的参数。
boot=/dev/hda
... ...
disk=/dev/hda
bios=0x80
sectors=63
heads=16
cylinders=2100
image=/vmlunuz
append="hd=2100,16,23"
root=/dev/hda2
label=linux
四、LILO的卸载
当LILO覆盖了引导扇区时，它会保留一个引导扇区的备份在/boot/boot.xxyy中，其中xxyy是16进制的设备主／次号码（major/minor numbers），利用命令“ls -l /dev/device”就可获得硬盘或分区的主／次号码。如果这些备份文件已经存在，那么，当你重新安装LILO或重构内核时，它将不再生成此文件，这就保证了此备份文件是最原始的引导扇区。
若要卸载LILO，你只需恢复初始的引导扇区就可以了。例如：LILO安装在/dev/had，对应的备份文件为/boot/boot.0300，简单地使用下面的命令即可：
dd if=/boot/boot.0300 of=/dev/had bs=446 count=1
当然，若想完全卸掉Linux，必须用Linux的fdisk对Linux分区进行破坏，因为DOS的fdisk无法移去非DOS分区。
关于LILO值得探讨的问题还有很多，但只要懂得了其内部机制，对更复杂的实际情况也能较圆满地解决。
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