CentOS系统启动流程

一、内核控制之前
  1、post加电自检
  2、BIOS启动引导阶段
  2、GRUB启动引导阶段
二、内核控制之后
  1、内核阶段
  2、init初始化阶段

流程图展示

相关知识

BIOS是什么???

理解
  BIOS是集成在主板上的一个ROM芯片。当电脑的电源打开，BIOS就会由主板上的闪存（flash memory）运行。BIOS会把自己从闪存中，解压缩到系统的主存；并且从那边开始运行。
作用
  进行硬件设备是否存在的检查。现代的BIOS可以让用户选择由哪个设备引导电脑，如光盘驱动器、硬盘、软盘、USB U盘等等。

ramdisk是什么？？？

理解
  通过使用软件将RAM模拟当做硬盘来使用的一种技术。RAM读写速度要优于硬盘。

原因
  内核初始化时，需要挂载根文件系统，根文件系统也有不同的文件系统的可能，不同的文件系统也需要不同的文件系统模块，逻辑上，应该把这些可能的根文件系统的驱动都编译进内核，但是这样就违背了内核的精神。所以一般来说驱动/模块都驻留在根文件系统本身上/lib/modules/xxx。现在要挂载根文件系统却需要根文件系统上的模块文件。所以就有了ramdisk

作用实现
  不是系统自己提供的，而是根据系统安装时，根据实际的环境动态生成的，其实现需要程序来实现。把所有可能需要的驱动/模块都放在ramdisk上，首先，让内核将ramdisk当作根文件系统来安装，然后再用这个根文件系统上的驱动来安装真正的根文件系统。

post加电自检

执行者和对象
  由BIOS执行，是BIOS的功能的一个主要部分，主要是对计算机的硬件设备进行检查

实现过程

ROM部分

  保存着有关计算机系统最重要的基本输入输出程序，系统信息设置、开机加电自检程序和系统启动自举程序等。负责完成对CPU、主板、内存、硬盘子系统、显示子系统、串并行接口、键盘、CD-ROM光驱等内外设硬件情况的检测。

RAM部分

  保存计算机对各项硬件设备参数的设定。

作用
  POST加电自检查看各硬件设备是否存在且实现硬件的初始化后，进行BIOS的启动引导阶段。

BIOS启动引导阶段

作用

  选择引导设备，然后系统读取引导设备的MBR中的数据

实现过程

BOOT Sequence引导加载次序

  选择从哪个设备上加载操作系统，例如光盘或者硬盘或者网络中，这些设备本身是有引导程序bootloader的。第一个有引导程序的设备即为本次启动要用到的设备。

读取MBR

  1）446bytes ： 存放着bootloader程序，即现今使用的grub程序。因为446bytes数据比较小，所以，将grub程序分成了三个阶段
  2）64bytes ：fat， 存放磁盘分区表
  3）2bytes ： 55AA，是bootloader是否有效的标识

启动GRUB程序

  grub程序根据grub的三个阶段执行

  1）stage1 ： 作用是寻找磁盘分区表上的第二阶段
  2）stage1.5 ：主要作用是为stage1提供可读取stage2的文件系统
  3）stage2 ：主要作用是用来存放内核、ramdisk等

GRUB启动引导阶段
  1）stage1 ：系统根据BIOS上的设置读取到MBR分区的前446bytes，然后自动识别到其中的bootloader即grub程序，接下来将控制权转交给grub程序；
  **2）stage1.5 ：**stage2在磁盘分区之上，因此stage1中的grub程序读取时需要有磁盘分区之上文件系统的文件系统驱动，stage1.2就是用来提供一个基本的文件按系统的驱动的；
  3）stage2 ： 位于磁盘分区/boot之上，提供了诸如内核、ramdisk等，当grub程序读取到此阶段内容时，给用户提供一个交互式接口的菜单选项，把用户选定的内核装载到内存中的特定空间中，解压、展开，并把系统控制权移交给内核

内核阶段

作用

1）探测自身可以识别到的硬件设备 - - - - - 内核主要和硬件“打交道“
2）加载硬件驱动程序，硬件驱动程序可能在内核中存在，或者借助于ramdisk加载驱动 - - - - - 内核控制如网卡、声卡等设备硬件，需要有硬件驱动程序才能控制
3）以只读方式挂载根文件系统 - - - - - linux一切皆文件
4）运行用户空间的第一个应用程序：/sbin/init。接下来将控制权转交给init程序。内核阶段结束，init初始化开始

init初始化阶段
当init程序启动时，系统会读取配置文件/etc/inittab

/etc/inittab文件内容
  1、此文件每行定义一类级别，和此级别下的一种action以 及与之对应的process。
  id：runlevels：action：process
  1）id ：一个任务的标识符
  2）runlevels : 在哪些级别启动此任务；#，###，也可以为空，表示所有级别；
  3）action : 在什么条件下启动此任务；
  4）sysinit : 设定系统初始化方式，此处一般为指定/etc/rc.d/rc.sysinit脚本；

作用实现

设置默认运行级别

  读取/etc/inittab文件中的第一行，例如 id:3:initdefault:指定运行级别

运行系统初始化脚本，完成系统初始化

  读取第二行，一般为 si：：sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit，并读取/etc/rc.d/rc.sysinit文件。/etc/rc.d/rc.sysinit 文件里面定义了例如读取硬盘分区文件/etc/fstab激活交换分区、激活IO设备等

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

  读取第三行，并读取对应文件，例如
   l0:0:wait:/etc/rc.d/rc 0
   l1:1:wait:/etc/rc.d/rc 1
   …………
   l6:6:wait:/etc/rc.d/rc 6

  解释：
    1、rc 0 表示读取/etc/rc.d/rc0.d/目录下面的所有文件，且都是链接文件
    2、目录里面的文件要么以K开头，要么以S开头
    3、读取顺序是先读取K*文件，给其传递stop参数，再读取S*文件，给其传递start参数
    4、关闭对应级别下要关闭的服务，启动对应级别下要启动的服务

设置登录终端，打印终端提示符

至此，系统启动流程完毕