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linux系统启动流程
内容导读
互联网集市收集整理的这篇技术教程文章主要介绍了linux系统启动流程，小编现在分享给大家，供广大互联网技能从业者学习和参考。文章包含5129字，纯文字阅读大概需要8分钟。
内容图文
POST-->BIOS（Boot Sequence）-->MBR（Bootload，446）-->Kernel-->init
POST：加电自检，通电时cpu会自己找到rom里面的程序进行自检，检查完毕后把控制权转交给BIOS
BIOS：我们的操作系统可以装在各种各样的位置，BIOS里面有个boot Sequence，可以指定介质（u盘、硬盘等）的查找顺序，找到介质里面的MBR并把控制权交给它，（如果找不到介质里面的MBR，则查找下一个介质，如果介质里面的MBR损坏则提示错误信息并停留）
MBR：MBR里面分两部分446字节的Bootload和16字节的分区表，Bootload会根据分区表查找活动分区的Kernel并装载，然后传递控制权
Kernel：Kernel获取控制权后会去探测硬件并挂载等，为实现它的功能（文件系统、进程管理、网络管理、安全功能等）初始化环境，然后生成第一个用户进程init
init：用户空间的第一个进程，id号为1，所有进程的父进程
我们知道init进程在/sbin，因此，我们必须先识别/sbin所在的分区，我们知道linux的系统分区有些可以单独分区，有些不能。和系统初始化相关的不能单独分区，比如/bin、/sbin,和初始化无关，提供第三方特性的可以单独分区，比如/home，/usr。 这两者都有个共同点，都必须从根开始识别，我们把/所在的文件系统叫做根文件系统。
内核在设计上有两种设计风格：微内核和单内核。微内核把核心和外围功能分开，需要某些功能的时候再加载对应的子系统，因此有先天性优势，但是这种风格的内核设计逻辑很复杂，对冲了其优势。 单内核把功能和核心做在一起，因此逻辑实现上比较简单。我们知道根文件系统要想使用硬件必须有相对应硬件的驱动程序，但是硬件多种多样，所需的驱动也是各不相同，如果把这些驱动都做进内核，无疑会使内核变得十分的庞大，而我们的硬件设备往往是单一的，因此单内核设计风格上引用了微内核的设计理念，把所需要的驱动等有的做成核心，有的做成模块，内核编译时只选择地编译，这样内核也变得精简了起来。linux是单内核设计风格，系统加载的时候只加载核心，而模块则要到硬盘的 /lib/modules/“内核版本号命名的目录”/ 下去读取，这样核心只有一两兆左右，模块却可以很大。 但是这样也会导致一个问题： 当我们没有把模块所在磁盘的驱动编译进核心时候，我们就会陷入两难，我们要想访问磁盘则需要加载对应的模块，要想加载对应的模块，需要能先访问磁盘。
为了解决这个问题，linux使用了一个类似中间人角色的文件，这个文件含有对应磁盘的驱动，那这个文件怎么知道需要哪些驱动呢？原因在于这个文件是系统安装的最后由系统安装程序生成的，安装程序能够识别对应的驱动，并根据规则判断系统内核需要动态生成。这个文件在redhat5上叫做ramdisk，在redhat6叫ramfs。
核心，动态加载 内核模块
内核：/lib/modules/“内核版本号命名的目录”/
内核设计风格：
单内核：linux（LWP）
核心：ko （Kernel object）
微内核：windows，Solaris（线程）
redhat5：ramdisk-->initrd
redhat6：ramfs-->initramfs
chroot:改变/文件系统，切换的路径里面需要包含二进制程序和所依赖的库文件
chroot [OPTION] NEWROOT [COMMAND [ARG]...]
ldd /PATH/TO/BINARY_FILE :判断一个二进制程序所需要的库
linux的运行级别：0-6
0:halt
1:single user mode
2:multi user mode,no nfs
3:multi user mode ,text
4:reserved
5:multi user mode,graphic mode
6:reboot
使用initrd的系统启动过程如下：
post-->bios-->mbr-->kernel-->initrd-->init
MBR（bootloader）：
bootloader有各种各样工具，比较常见的有lilo和grub
lilo:LInux LOader 不能识别1024柱面以后的数据，所以不支持大硬盘，在嵌入式中比较常用
Grub：GRand Unified Bootloader
Stage1:MBR
Stage1.5:识别文件系统
Stage2:/boot/grub/ 引导内核，并转交控制权
grub工作过程分成两部分，stage1 在MBR中，作用在于查找并引导至stage2，这样使得MBR的bootload不再限制于446字节，当grub的stage1阶段无法识别stage所在磁盘的文件系统时候，就会衍生出stage1.5,stage1.5的作用就是加载stage2所在磁盘的文件系统驱动，使得grub具有读取数据的能力（这个也是为什么grub可以加载内核，内核却不可以加载根的原因，内核被加载到内存中的时候，内核如果本身没有识别根文件系统所在磁盘的驱动，那么它就无法加载文件系统，也就是需要initrd这个软件来过渡，，识别需要两个必要条件：1 磁盘的驱动， 2 文件系统的驱动 ）
grub.conf 解释：
default=0 #多个title的默认选项，第一个为0
timeout=5 #用户选择的超时时间
splashimage=(hd0,0)/grub/splash.xpm.gz #设置背景图片
hiddenmenu #是否隐藏菜单，隐藏开机则需额外按键才能显示
title CentOS 6 (2.6.32-573.el6.x86_64) #标题，可自定义
root (hd0,0) #根文件系统所在位置，这里跟linux不一样，不管是ide口还是其他硬盘都识别为hd# 0代表第几个分区
kernel /vmlinuz-2.6.32-573.el6.x86_64 ro root=UUID=b670d3c5-487a-43be-9624-5ad90ffda293 rd_NO_LUKS rd_NO_LVM LANG=en_US.UTF-8 rd_NO_MD SYSFONT=latarcyrheb-sun16 crashkernel=auto KEYBOARDTYPE=pc KEYTABLE=us rd_NO_DM rhgb quiet #内核所在位置及其参数，注意：如果这里的boot是单独分区，那么内核所在位置就是/vmlinuzXXX ，如果boot没有单独分区那么内核的位置就是 /PATH/TO/boot/vmlinzxxx
initrd /initramfs-2.6.32-573.el6.x86_64.img #initrd的位置，同上
password --md5 xxxxxxxxxx #选项的加密，启用后需要输入密码才能访问,密码可以由grub-md5-crypt命令生成，也可以不加--md5 明文存放，放在title前面表示编辑grub引导需要密码，放在title里面表示想要引导此内核需要密码。
查看运行级别：
runlevel
who -r
安装grub stage1的两种方法：
第一种：
#grub
grub> root (hd0,0)
grub>setup (hd0)
第二种：
grub-install --root-directory=/PATH/TO/boot‘s_father_dir
在grub命令行中引导系统：
grub> find (hd#,N)/ tab键可以查看该路径下的文件
grub>root (hd#,N)
grub> kernel /PATH/TO/KERNEL_FILE
grub>initrd /PATH/TO/INITRD_FILE
grub>boot
kernel初始化的过程：
1，设备探测
2，驱动初始化（可能会用到initrd）
3，以只读挂载根文件系统
4，装载第一个进程init（PID 1）
init进程的配置文件/etc/inittab
格式： id:runlevel:action:process
id:标识符
runlevel:在哪个运行等级下执行此行
action:在什么情况下运行此行
process：要运行的程序
ACTION：
initdefault:设定默认运行级别
sysinit：系统初始化
wait：等待级别切换至次级别时运行
respawn：一旦程序终止，会重新启动
/etc/inittab完成的任务：
-
设置系统运行级别
-
执行系统初始化脚本
-
执行对应级别的服务脚本
-
定义:ctrl-alt-del按键执行程序
-
ups电源断电/中途来电执行的操作
-
启动虚拟终端
/etc/inittab执行的系统开机启动sysV风格脚本特点：
都在/etc/init.d/目录下
脚本必须至少支持四种传递参数[start|stop|restar|status]
在各个级别的链接中，K开头的服务会stop，S开头的服务会start
要想自动在每个运行级别中用chkconfig自动创建链接，注释行必须含有chkconfig和description
sysV脚本中的chkconfig注释行格式：
#chkconfig： runlevel SS KK
例子：chkconfig: 2345 08 92
runlevel代表在哪些运行级别中启动脚本
SS代表/etc/rc#.d/下 S 开头后面跟的序号，比如本例/etc/rc3.d/S08iptables，SS代表08
KK则代表K后面的序号，一般SS+KK=99 左右，这是为了遵循先启动的后关闭原则（因为先启动的可能被后面的服务依赖）
chkconfig 命令：
chkconfig --list [name]
chkconfig --add name
chkconfig --del name
chkconfig [--level levels] name <on|off|reset|resetpriorities>
chkconfig [--level levels] name
name代表/etc/init.d/下的服务名字
level表示在哪些级别下运行，可省略，默认2345
一个特殊的文件：/etc/rc.local 这个是系统启动最后执行的脚本，在各个级别中的链接都是S99,所以一些想要开机执行的命令可以写入到这里
守护进程类型：
独立守护进程：进程的启动关闭都由进程自己管理，类似于以上服务脚本
瞬时守护进程：一个进程管理多个服务，服务启动与否取决于管理进程，适用于平时很少访问量的服务，这个管理进程在centos中就是xinetd，扮演类似代理人角色
一个sysV风格脚本案例：
#!/bin/bash
#
#chkconfig: 2345 22 77
#description: edit by linzb.
#
LOCK_FILE=/var/lock/subsys/myservice
Usage(){
echo "`basename $0 ` [start|stop|status|restart]"
}
start(){
touch $LOCK_FILE
echo "starting.."
}
stop(){
rm -f $LOCK_FILE $> /dev/null
echo "stoping.."
}
status(){
if [ -f $LOCK_FILE ];then
echo "running.."
else
echo "stopped"
fi
}
case $1 in
start)
start;;
stop)
stop;;
restart)
stop
start;;
status)
status;;
*)
Usage;;
esac
注：/var/lock/subsys/这个目录下经常放服务的锁文件，很多服务根据这里面的文件判断服务是否启动
本文出自 “单季稻” 博客，请务必保留此出处http://linzb.blog.51cto.com/5192423/1790459
原文：http://linzb.blog.51cto.com/5192423/1790459
内容总结
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