Linux系統啓動過程分析
主要內容：
1. 啓動過程幾個主要文件簡介
2. 開機過程詳細說明
3. 開機過程詳圖
啓動過程中的幾個主要文件及其作用：
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文件名稱 （按照加載次序列出） |
作用 |
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/etc/inittab |
定義在進入或切換各個級別時系統需要執行的動作 init在初始化系統時需要讀取其中配置 |
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/etc/rc.d/rc.sysinit |
由init進程調用執行 完成下面的初始化工作： 1. 獲取網絡環境及主機類型 2. 測試與載入內存設備/proc及USB設備/sys 3. 決定是否啓動SELinux 4. 接口設備的檢測與即插即用(PNP)參數的測試 5. 用戶自定義模塊的加載 6. 加載核心的相關設置 7. 設置系統時間 8. 設置中斷控制檯(console)的字形 9. 設置RAID與LVM等硬盤功能 10. 以fsak檢驗磁盤文件系統 11. 進行磁盤配額quota的轉換（非必要） 12. 重新以可讀取模式載入系統磁盤 13. 啓動quota的功能 14. 啓動隨機數設備 15. 清除啓動過程中生成的臨時文件 16. 將啓動相關信息加載到/var/log/message文件中 |
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/ettc/rc.d/rc |
由init進程調用執行 根據制定的運行級別，加載或終止相應的系統服務 |
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/etc/rc.local |
由rc腳本調用執行 保存用戶定義的徐開機後自動執行的命令 |
inittab文件說明：
格式： id：runlevels：action ：process
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id |
用於在inittab文件中唯一標識一條記錄,沒有特別的意義 |
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runlevels |
用於指定記錄能在哪些級別下運行(可以有多個，表示在相應的運行級均需要運行；也可以爲空，爲空時表示0~6都要運行) |
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action |
用於指定記錄將執行的動作類型 |
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process |
用於設置啓動進程所執行的動作命令 （字段中進程可以是任意的守候進程、可執行腳本或程序） |
inittab文件中每一記錄都從新的一行開始，所以每個記錄項最多可有512個字符；
運行級(runlevels)就是操作系統當前正在運行的功能級別。這個級別從1到6;
當運行級別改變，並且正在運行的程序並沒有在新的運行級別中指定需要運行，那麼init會先發送一個SIGTERM 信號終止，然後是SIGKILL. 運行級別發生變化時，init就會從/etc/inittab運行相應的命令
文件中有效的action值：
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有效的action值
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respawn：如果process字段指定的進程不存在，則啓動該進程，init不等待處理結束，而是繼續掃描inittab文件中的後續進程，當這樣的進程終止時，init會重新啓動它，如果這樣的進程已存在，則什麼也不做。 |
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wait：啓動process字段指定的進程，必須等到執行結束纔去處理inittab中的下一記錄項。 |
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once: 啓動process字段指定的進程，不等待處理結束就去處理下一記錄項。當這樣的進程終止時，也不再重新啓動它，在進入新的運行級別時，如果這樣的進程仍在運行，init也不重新啓動它。 |
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boot：只有在系統啓動時，init才處理這樣的記錄項，啓動相應進程，並不等待處理結束就去處理下一個記錄項。當這樣的進程終止時，系統也不重啓它。 |
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bootwait：系統啓動後，當第一次從單用戶模式進入多用戶模式時處理這樣的記錄項，init啓動這樣的進程，並且等待它的處理結束，然後再進行下一個記錄項的處理，當這樣的進程終止時，系統也不重啓它 |
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off：如果指定的進程正在運行，init就給它發SIGTERM警告信號，在向它發出信號SIGKILL強制其結束之前等待5秒，如果這樣的進程不存在，則忽略這一項。 |
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powerfail：當init接到斷電的信號(SIGPWR)時，處理指定的進程。當然前提是有U P S和監視UPS並通知init電源已被切斷的軟件。RHlinux默認沒有列出該選項。 |
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powerwait 當init接到斷電的信號(SIGPWR)時，處理指定的進程，但init不會等待正在運行的進程結束，並且等到處理結束纔去檢查其他的記錄項。 |
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sysinit: 指定的進程在訪問控制檯之前執行，這樣的記錄項僅用於對某些設備的初始化，目的是爲了使init在這樣的設備上向用戶提問有關運行級別的問題，init需要等待進程運行結束後才繼續。 |
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initdefault: 指定一個默認的運行級別，只有當init一開始被調用時才掃描這一項，如果runlevel字段指定了多個運行級別，其中最大的數字 是默認的運行級別，如果runlevel字段是空的，init認爲字段是0123456，於是進入級別6，這樣便陷入了一個循環，如果inittab文件中沒 有包含initdefault的記錄項，則在系統啓動時請求用戶爲它指定一個初始運行級別 |
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ctrlaltdel：允許init在用戶於控制檯鍵盤上按下Ctrl+Alt+Del組合鍵時，重新啓動系統。注意，如果該系統放在一個公共場所，系統管理員可將Ctrl+Alt+Del組合鍵配置爲別的行爲，比如忽略等。我是設置成打印一句警告的話了（防止其他人惡意重啓系統）：監視到特定的鍵盤組合鍵被按下時採取的動作，現在還不完善。 |
開機過程詳細說明：
示意圖：
過程說明：
1. BIOS：系統首先由POST(PowerOnSelfTest,上電自檢)程序來對內部各個設備進行檢查；自檢後，就首先按照系統CMOS設置中保存的啓動順序搜尋軟硬盤驅動器及CD—ROM、網絡服務器等有效地啓動驅動器，讀入操作系統引導記錄，然後將系統控制權交給引導記錄，並由引導記錄來完成系統的順利啓動。
注：
硬盤主引導記錄MBR（Master Boot Record）：位於硬盤0磁道0柱面1扇區，該扇區共512bytes，其中MBR佔446bytes ；MBR所做的唯一的事情就是裝載第二引導裝載程序。
分區表DPT（Disk Partition Table）佔64bytes；
硬盤有效標誌（Magic Number）佔2bytes；
2. 引導扇區的前446字節，其中定義如何啓動本硬盤上的系統（根據分區表找到對應分區上的內核）；而對於Linux，一般多用Grub引導，由於grub相對較大，所以分爲兩段式的進行引導，第一段存儲於硬盤MBR中，第二段放置於操作系統內核所在的分區上。Grub根據MBR中第一段找到第二段，繼續引導，第二段中放置的有GRUB菜單等信息，可以讓用戶選擇需要繼續引導啓動的系統；並且菜單中指定的有內核及RamDisk信息；
3. 根據用戶選擇將對應的內核讀到內存，解壓展開；然後內核開始初始化；初始化完成後需要讀取根分區（根是一切的起點），這時候如果系統不是普通磁盤，是scsi或是raid形式時，就需要先加載相關的文件系統驅動來驅動該磁盤設備，從而讀取根分區（雞和蛋問題）；這時候給內核提供了一個minilinux，即initrd，其中含有內核所需的一些基本模塊驅動，該linux只在內存中運行。內核啓動時展開該initrd來加載相應的驅動，在該驅動的補充之下從而掛載上根分區；
4. 然後運行根分區腳本/sbin/init 來初始化系統；這個客戶自行程序運行會讀取初始化配置文件inittab：在其中順序定義並運行的有1.默認的運行級別 2.默認的系統服務初始化腳本sysinit位置 3.各種運行級別；系統會根據默認的運行級別，來對應執行相應級別下的腳本，該處腳本是鏈接文件，鏈接到init.d中相對應的文件，真正運行的是init.d裏的腳本）。
注：
rc N;表示用rc腳本去運行rc N.d目錄下的腳本；rc腳本就是去執行所需級別腳本的功能腳本；
目錄下的文件均爲腳本鏈接文件，指向/etc/rc.d/rcN.d/目錄，並且命名時以S或K開頭，後面跟上0-99的數字；S代表啓動時執行；K代表關閉時執行；01-99代表啓動或關閉的級別（數字越小越優先）
5. 初始化結束前執行最後一個文件：/etc/rc.d/rc.local，系統會讀取該腳本中的所有命令並執行一遍；但是該腳本只在啓動時執行一次，系統關閉時不能執行，所以不要爲了實現開機啓動而將某些服務寫入這個腳本，那樣會造成服務關機時的非正常關閉；
注：
內核：模塊化設計，大部分設備模塊是在需要時加載驅動，並且大部分模塊的驅動放置於根分區上。
開機詳細流程圖：
