Linux操作系統啓動流程
一、系統初始化
1.POST:加電自檢
啓動電源後,初始化硬件信息,查找啓動BIOS中包含了CPU的相關信息、設備啓動順序信息、硬盤
信息、內存信息、時鐘信息等。
2.Boot Sequence
按次序查找各引導設備,第一個有引導程序(MBR)的設備即爲本次啓動要用到的設備;第一個設
備沒有引導程序,就會去查找第二個,如果第一個設備引導程序損壞了,則不會去查找下一個。
系統找到BIOS所指定的硬盤的MBR後,就會將其複製到0×7c00地址所在的物理內存中。其實被複
制到物理內存的內容就是Bootloader,而具體到電腦,那就是grub了。
MBR:Master Boot Record 512bytes: 446bytes:bootloader 64bytes:fat 2bytes:55AA
3.Grub啓動引導管理功能
提供一個菜單,允許用戶選擇要啓動的系統或不同的內核版本;把用戶選定的內核裝載RAM中的特定空間中,解壓、展開,而後把系統控制權移交給內核。
GRUB: bootloader:1st stage Partition:filesystem driver, 1.5 stage Partition:/boot/grub, 2nd stage
4. Kernel
自身初始化:
探測可識別到的所有硬件設備;
加載硬件驅動程序;(有可能會藉助於ramdisk加載驅動)
以只讀方式掛載根文件系統;
運行用戶空間的第一個應用程序:/sbin/init
init程序的類型:
ramdisk: 使用緩衝和緩存來加速對磁盤上的文件訪問;
ramdisk --> ramfs
CentOS 5: initrd
工具程序:mkinitrd
CentOS 6,7: initramfs
工具程序:dracut, mkinitrd
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總結:系統初始化流程(內核級別):
-->POST 系統加電自檢
--> BootSequence(BIOS) 查找引導設備
--> BootLoader(MBR)加載bootloader
--> Kernel(ramdisk)初始化內核
--> rootfs(readonly) 以只讀方式加載根文件系統
--> /sbin/init () 用戶空間服務進程的啓動
5. /sbin/init(用戶空間服務進程):
設置默認運行級別:
運行級別:爲了系統的運行或維護等目的而設定的機制,0-6:7個級別; 0:關機, shutdown 1:單用戶模式(single user),root用戶,無須認證;維護模式; 2:多用戶模式(multi user),會啓動網絡功能,但不會啓動NFS;維護模式; 3:多用戶模式(mutli user),完全功能模式;文本界面; 4:預留級別:目前無特別使用目的,但習慣以同3級別功能使用; 5:多用戶模式(multi user),完全功能模式,圖形界面; 6:重啓,reboot 系統的默認級別爲:3, 5 級別切換:init # 級別查看: # who -r # runlevel
CentOS 5:
init程序: SysV init
配置文件:/etc/inittab
每行定義一種action以及與之對應的process
id:runlevels:action:process
id:一個任務的標識符;
runlevels:在哪些級別啓動此任務;#,###,也可以爲空,表示所有級別;
action:在什麼條件下啓動此任務;
process:任務;
action:
wait:等待切換至此任務所在的級別時執行一次;
respawn:一旦此任務終止,就自動重新啓動之;
initdefault:設定默認運行級別;此時,process省略;
sysinit:設定系統初始化方式,此處一般爲指定/etc/rc.d/rc.sysinit腳本;
例如:
id:3:initdefault: 設定默認級別爲3
si::sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit
l0:0:wait:/etc/rc.d/rc 0 只有切換至0級別才運行,傳遞的參數爲0
l1:1:wait:/etc/rc.d/rc 1
…………
l6:6:wait:/etc/rc.d/rc 6
意味着去啓動或關閉/etc/rc.d/rc3.d/目錄下的服務腳本所控制服務;
K*:要停止的服務;K##*,優先級,數字越小,越是優先關閉;
依賴的服務先關閉,而後關閉被依賴的;
S*:要啓動的服務;S##*,優先級,數字越小,越是優先啓動;
被依賴的服務先啓動,而依賴的服務後啓動;
rc腳本:接受一個運行級別數字爲參數;
腳本框架:
for srv in /etc/rc.d/rc#.d/K*; do $srv stop done for srv in /etc/rc.d/rc#.d/S*; do $srv start done
/etc/init.d/* (/etc/rc.d/init.d/*)腳本執行方式:
# /etc/init.d/SRV_SCRIPT {start|stop|restart|status} # service SRV_SCRIPT {start|stop|restart|status}
CentOS 6:
init程序:upstart,但依然爲/sbin/init,
其配置文件:/etc/init/*.conf, /etc/inittab(僅用於定義默認運行級別)
注意:*.conf爲upstart風格的配置文件;
rcS.conf
rc.conf
start-ttys.conf
CentOS 7:
init程序:systemd
配置文件:/usr/lib/systemd/system/*, /etc/systemd/system/*
完全兼容SysV腳本機制;因此,service命令依然可用;
不過,建議使用systemctl命令來控制服務;
服務控制命令格式:
# systemctl {start|stop|restart|status} name[.service]
chkconfig命令:管控/etc/init.d/每個服務腳本在各級別下的啓動或關閉狀態;
查看:chkconfig --list [name]
添加:chkconfig --add name
刪除:chkconfig --del name
能被添加的服務的腳本定義格式之一:
#!/bin/bash
#
# chkconfig: LLL(運行級別) NN(啓動優先級) NN(關閉優先級)
# description:
修改指定的鏈接類型:
chkconfig [--level LEVELS] name <on|off|reset>
--level LEVELS:指定要控制的級別;默認爲2345;
注意:正常級別下,最後啓動的一個服務S99local沒有鏈接至/etc/init.d下的某腳本,而是鏈接至了/etc/rc.d/rc.local
(/etc/rc.local)腳本;因此,不便或不需寫爲服務腳本的程序期望能開機自動運行時,直接放置於此腳本文件中即可。
tty1:2345:respawn:/usr/sbin/mingetty tty1
... ...
tty6:2345:respawn:/usr/sbin/mingetty tty6
(1)mingetty會調用login程序;
(2)打開虛擬終端的程序除了mingetty之外,還有諸如getty等;
系統初始化腳本:/etc/rc.d/rc.sysinit
(1) 設置主機名;
(2) 設置歡迎信息;
(3) 激活udev和selinux;
(4) 掛載/etc/fstab文件中定義的所有文件系統;
(5) 檢測根文件系統,並以讀寫方式重新掛載根文件系統;
(6) 設置系統時鐘;
(7) 根據/etc/sysctl.conf文件來設置內核參數;
(8) 激活lvm及軟raid設備;
(9) 激活swap設備;
(10) 加載額外設備的驅動程序;
(11) 清理操作;
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總結(用戶空間的啓動流程): /sbin/init (/etc/inittab)
-->設置默認運行級別
--> 運行系統初始化腳本,完成系統初始化
--> 關閉對應級別下需要停止的服務,啓動對應級別下需要開啓的服務
--> 設置登錄終端
--> 啓動圖形終端