Linux 系统启动流程
下面按照系统的启动顺序来进行逐一的讲解。
一、POST
当我们按下开机的电源后,主板上的芯片组会首先向cpu发出一个reset指令,之后待芯片组检测到电源供电稳定后便撤去reset指令,cpu就 会跳转到BIOS中的启动代码位置; BIOS首先要检测关键设备(如内显、显卡等)是否正常,这个过程就称为POST(加电后自检)。
二、(BIOS) boot sequence
引导次序:按次序找引导设备,第一个有引导程序的设备,即为启动PCServer所用到的设备。
三、MBR(Bootloader)
MBR(MaterBootRecord),即主引导记录。其位置在第一个扇区的前512字节。Bootloader是安装于MBR当中的引导 管理程序,早期比较常见的Bootloader程序为LILO,但因为其不支持1023柱面以后的分区,所以现在比较常用的为GRUB。
GRUB(GrandUnifiedBootloader)是由GNU下的FSF组织所推行的;CentOS 5和CentOS 6上使用的版本为Grub0.97,而CentOS7上使用的版本为Grub21.96。
下面以CentOS 6为例来了解一下GRUB:
我们先来看一下系统的上GRUB目录中的内容,如下图所示:
从上图中可以看到stage1、*_stage1_5和stage2这三类文件,它们分别表示GRUB引导时的三个阶段。
1)stage 1
stage 1文件其实是MBR中Bootloader的备份文件,虽然stage 1也是512B但只有前446B与MBR相同,后64B完成不一样。
2)stage1_5
grub目录中存在许多以stage1_5结尾的文件,这些文件都是stage1_5阶段功能的文件,里面存放着文件系统的格式,其作用是连接stage1和stage2的一个通道。
stage1_5文件的内容保存在MBR后面的32K中;其实stage1.5文件会在安装GRUB时安装到MBR后的32K中,系统启动时会直接读取MBR后面的内容,即使这些文件不存在也不会影响GRUB的正常工作。
3)stage 2
在此阶段会读取grub.conf配置文件中设置信息来完成系统的引导,并且可以实现引导功能的扩展。
GRUB的功能如下:
1)提供菜单,并提供交互式接口
e:进入编辑模式;
a:直接修改内核参数;
c:进入命令行模式。
2)选择要启动的内核或系统
允许传递引导参数给内核;
选择界面可隐藏。
3)为编辑功能提供机制
可以为指定的内核得添加密码。
default=:选择第几个title配置的内核或系统,各title从0开始编号;
splashimage=/path/to/some-image_file:指定菜单背景图片,此图片只能为14bits色,xpm格式,gzip压缩;
hiddenmenu:隐藏菜单;
root:指定引导分区;
kernel:指明kernel的位置;
initrd:指明initramfs的位置。
四、kernel+ramdisk (initramfs)
在GRUB的选择界面里按e,进入编辑模式,可以看到kernel和ramdisk,如下图所示:
kernel是操作系统的内核程序,所有的软硬件都是通过kernel来沟通的。在上图中的vmlinuz文件就是开机时所用的kernel。
initrd(initial ramdisk),是激活系统所必须加载的文件系统。
当kernel被载入到内存后,需要加载相应驱动程来识别文件系统,这时initrd就充当了临时的系统被挂载到rootfs上,其作用就是协助kernel来加载驱动程序。
五、/sbin/init(/etc/init/*.conf)设定默认运行级别
/sbin/init会使用/etc/init/目录中的.conf配置文件来对系统进行配置,之后调用/etc/rc.d/rc.sysinit文件对系统进行初始化。
在进行系统配置的过程时,init会检测系统默认的runlevel(运行级别),并根据runlevel的信息来做相应的配置,在说明启动服务时会集中讲解runlevel,这里就只是先介绍一下CentOS的7个运行级别:
0:关机;
1:单用户,s,S,single;
3:完全多用户,文本接口;
4:未使用,预留级别;
5:完全多用户,图形接口;
6:重启。
六、使用/etc/rc.d/rc.sysinit初始化系统
1、设定主机名:读取/etc/sysconfig/network文件中的HOSTNAME参数,并以之设定主机名;
2、打印文本欢迎信息;
3、激活SElinux和udev;
5、激活swap;
6、检测根文件系统,并以读写方式重新挂载;
7、设置系统时钟;
8、根据/etc/sysctl.conf设置内核参数;
9、激活LVM和RAID;
10、加载额外设备的驱动程序;
11、清理工作。
七、启动或关闭指定服务
启动指定的级别默认为启动的服务,停止指定的级别下默认为关闭的服务。
/etc/rc.d/目录中rc0.d-rc6.d这7个目录中分别存放了不同运行级别启动或关闭时所要执行的脚本。
以rc3.d为例,在上面列出的所有脚本文件都是链接文件,其中:S##表示启动的服务,K##表示要停止的服务,##的范围是从0到99,数字越小,优先级越高。
根据系统默认的运行级别来调用各级别对应的脚本,默认运行级别在配置文件/etc/inittab中设置。
也可以手动修改脚本的默认运行级别。
使用chkconfig命令来调整服务脚本在各运行级别下默认的启动与关闭。
如果期望自定义的脚本使用chkconfig来控制,需要按照以下步骤操作:
1、在脚本中添加以下语句:
#chkconfig:�C8515
-:当此脚本由chkconfig控制时,默认哪些级别是开启的,“-”表示全部级别;
85:启动优先级;
15:关闭优先级;
2、将脚本复制到/etc/init.d/目录中;
3、加入脚本到运行级别列表:
chkconfig�Cadd脚本名
从运行级别列表中删除脚本:chkconfig�Cdel脚本名
/etc/rc.d/rc.local(/etc/rc.local):是一个脚本,通常为系统启动完成的最后运行的一个脚本。