Linux操作系统启动流程
一、系统初始化
1.POST:加电自检
启动电源后,初始化硬件信息,查找启动BIOS中包含了CPU的相关信息、设备启动顺序信息、硬盘
信息、内存信息、时钟信息等。
2.Boot Sequence
按次序查找各引导设备,第一个有引导程序(MBR)的设备即为本次启动要用到的设备;第一个设
备没有引导程序,就会去查找第二个,如果第一个设备引导程序损坏了,则不会去查找下一个。
系统找到BIOS所指定的硬盘的MBR后,就会将其复制到0×7c00地址所在的物理内存中。其实被复
制到物理内存的内容就是Bootloader,而具体到电脑,那就是grub了。
MBR:Master Boot Record 512bytes: 446bytes:bootloader 64bytes:fat 2bytes:55AA
3.Grub启动引导管理功能
提供一个菜单,允许用户选择要启动的系统或不同的内核版本;把用户选定的内核装载RAM中的特定空间中,解压、展开,而后把系统控制权移交给内核。
GRUB: bootloader:1st stage Partition:filesystem driver, 1.5 stage Partition:/boot/grub, 2nd stage
4. Kernel
自身初始化:
探测可识别到的所有硬件设备;
加载硬件驱动程序;(有可能会借助于ramdisk加载驱动)
以只读方式挂载根文件系统;
运行用户空间的第一个应用程序:/sbin/init
init程序的类型:
ramdisk: 使用缓冲和缓存来加速对磁盘上的文件访问;
ramdisk --> ramfs
CentOS 5: initrd
工具程序:mkinitrd
CentOS 6,7: initramfs
工具程序:dracut, mkinitrd
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总结:系统初始化流程(内核级别):
-->POST 系统加电自检
--> BootSequence(BIOS) 查找引导设备
--> BootLoader(MBR)加载bootloader
--> Kernel(ramdisk)初始化内核
--> rootfs(readonly) 以只读方式加载根文件系统
--> /sbin/init () 用户空间服务进程的启动
5. /sbin/init(用户空间服务进程):
设置默认运行级别:
运行级别:为了系统的运行或维护等目的而设定的机制,0-6:7个级别; 0:关机, shutdown 1:单用户模式(single user),root用户,无须认证;维护模式; 2:多用户模式(multi user),会启动网络功能,但不会启动NFS;维护模式; 3:多用户模式(mutli user),完全功能模式;文本界面; 4:预留级别:目前无特别使用目的,但习惯以同3级别功能使用; 5:多用户模式(multi user),完全功能模式,图形界面; 6:重启,reboot 系统的默认级别为:3, 5 级别切换:init # 级别查看: # who -r # runlevel
CentOS 5:
init程序: SysV init
配置文件:/etc/inittab
每行定义一种action以及与之对应的process
id:runlevels:action:process
id:一个任务的标识符;
runlevels:在哪些级别启动此任务;#,###,也可以为空,表示所有级别;
action:在什么条件下启动此任务;
process:任务;
action:
wait:等待切换至此任务所在的级别时执行一次;
respawn:一旦此任务终止,就自动重新启动之;
initdefault:设定默认运行级别;此时,process省略;
sysinit:设定系统初始化方式,此处一般为指定/etc/rc.d/rc.sysinit脚本;
例如:
id:3:initdefault: 设定默认级别为3
si::sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit
l0:0:wait:/etc/rc.d/rc 0 只有切换至0级别才运行,传递的参数为0
l1:1:wait:/etc/rc.d/rc 1
…………
l6:6:wait:/etc/rc.d/rc 6
意味着去启动或关闭/etc/rc.d/rc3.d/目录下的服务脚本所控制服务;
K*:要停止的服务;K##*,优先级,数字越小,越是优先关闭;
依赖的服务先关闭,而后关闭被依赖的;
S*:要启动的服务;S##*,优先级,数字越小,越是优先启动;
被依赖的服务先启动,而依赖的服务后启动;
rc脚本:接受一个运行级别数字为参数;
脚本框架:
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/*)脚本执行方式:
# /etc/init.d/SRV_SCRIPT {start|stop|restart|status} # service SRV_SCRIPT {start|stop|restart|status}
CentOS 6:
init程序:upstart,但依然为/sbin/init,
其配置文件:/etc/init/*.conf, /etc/inittab(仅用于定义默认运行级别)
注意:*.conf为upstart风格的配置文件;
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脚本机制;因此,service命令依然可用;
不过,建议使用systemctl命令来控制服务;
服务控制命令格式:
# systemctl {start|stop|restart|status} name[.service]
chkconfig命令:管控/etc/init.d/每个服务脚本在各级别下的启动或关闭状态;
查看:chkconfig --list [name]
添加:chkconfig --add name
删除:chkconfig --del name
能被添加的服务的脚本定义格式之一:
#!/bin/bash
#
# chkconfig: LLL(运行级别) NN(启动优先级) NN(关闭优先级)
# description:
修改指定的链接类型:
chkconfig [--level LEVELS] name <on|off|reset>
--level LEVELS:指定要控制的级别;默认为2345;
注意:正常级别下,最后启动的一个服务S99local没有链接至/etc/init.d下的某脚本,而是链接至了/etc/rc.d/rc.local
(/etc/rc.local)脚本;因此,不便或不需写为服务脚本的程序期望能开机自动运行时,直接放置于此脚本文件中即可。
tty1:2345:respawn:/usr/sbin/mingetty tty1
... ...
tty6:2345:respawn:/usr/sbin/mingetty tty6
(1)mingetty会调用login程序;
(2)打开虚拟终端的程序除了mingetty之外,还有诸如getty等;
系统初始化脚本:/etc/rc.d/rc.sysinit
(1) 设置主机名;
(2) 设置欢迎信息;
(3) 激活udev和selinux;
(4) 挂载/etc/fstab文件中定义的所有文件系统;
(5) 检测根文件系统,并以读写方式重新挂载根文件系统;
(6) 设置系统时钟;
(7) 根据/etc/sysctl.conf文件来设置内核参数;
(8) 激活lvm及软raid设备;
(9) 激活swap设备;
(10) 加载额外设备的驱动程序;
(11) 清理操作;
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总结(用户空间的启动流程): /sbin/init (/etc/inittab)
-->设置默认运行级别
--> 运行系统初始化脚本,完成系统初始化
--> 关闭对应级别下需要停止的服务,启动对应级别下需要开启的服务
--> 设置登录终端
--> 启动图形终端