Linux系统启动流程

Centos6启动流程总括

了解系统的启动流程有助于排除系统启动过程中的一些bug，以下是系统启动的流程图：

1. 系统启动步骤：

• 加载BIOS的硬件信息，获取第一个启动设备
  POST： Power-On-Self-Test，加电自检，是BIOS功能的一个主要部分。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光驱等硬件情况的检测。

• 读取第一个启动设备MBR的引导加载程序（grub）的启动信息
  MBR:446字节，bootloader：64字节，分区表：2字节， 55AA：分区标志位

• 加载核心操作系统的核心信息，核心开始解压缩，并尝试驱动所有的硬件信息

• 核心执行init程序，并获取默认的运行信息

• init程序执行/etc/rc.d/rc.sysinit文件

• 启动核心外挂模块

• init执行运行各个批处理文件（scripts）

• init执行/etc/rc.d/rc.local

• 执行/bin/login程序，等待用户登录

• 登录之后开始以shell控制主机

2. init程序类型

• Upstart: init,CentOS 6
  配置文件：/etc/inittab, /etc/init/*.conf

• Systemd：systemd, CentOS 7
  配置文件：/usr/lib/systemd/system /etc/systemd/system

3. init初始化

• init读取其初始化文件： /etc/inittab

• 初始运行级别(RUN LEVEL)
  /etc/inittab 设置系统默认的运行级别–>id:3:initdefault:

• 系统初始化脚本

• 对应运行级别的脚本目录

• 捕获某个关键字顺序

• 定义UPS电源终端/恢复脚本

• 在虚拟控制台生成getty

• 在运行级别5初始化X

4. /etc/rc.d/rc.sysinit: 系统初始化脚本

• 设置主机名

• 设置欢迎信息

• 激活udev和selinux

• 挂载/etc/fstab文件中定义的文件系统

• 检测根文件系统，并以读写方式重新挂载根文件系统

• 设置系统时钟

• 激活swap设备

• 根据/etc/sysctl.conf文件设置内核参数

• 激活lvm及software raid设备

• 加载额外设备的驱动程序

• 清理操作

5. 启动流程总结

1. /sbin/init –> (/etc/inittab) –> 设置默认运行级别 –> 运行系统初始脚本、完成系统初始化 –> (关闭对应下需要关闭的服务)启动需要启动服务 –> 设置登录终端
2. CentOS 6启动流程：
   POST –> Boot Sequence(BIOS) –> Boot Loader –>Kernel(ramdisk) –> rootfs –> switchroot –> /sbin/init –(/etc/inittab, /etc/init/*.conf) –> 设定默认运行级别 –> 系统初始化脚本rc.sysinit –> 关闭或启动对应级别的服务 –> 启动终端

6. grub legacy

• stage1：MBR（如果MBR破坏，系统就找不见启动盘，无法启动）

• stage1_5：MBR之后的扇区，让stage1的BootLoader可以识别stage2所在硬盘分区的文件系统

• stage2：磁盘分区(/boot/grub/，如果目录下文件损坏启动系统时会直接进入grub模式)

  • 配置文件： /boot/grub/grub.conf <– /etc/grub.confstage2及内核等通常放置于一个基本磁盘分区
    

  功用：
  (1) 提供启动菜单、并提供交互式接口
  a：内核参数
  e: 编辑模式，用于编辑菜单
  c: 命令模式，交互式接口
  (2) 加载用户选择的内核或操作系统
  允许传递参数给内核
  可隐藏启动菜单
  (3) 为菜单提供了保护机制
  为编辑启动菜单进行认证
  为启用内核或操作系统进行认证

7. grub安装

• 识别硬盘设备

  • (hd#,#)
    hd#: 磁盘编号，用数字表示；从0开始编号
    #: 分区编号，用数字表示; 从0开始编号

  • (hd0,0) 第一块硬盘，第一个分区

• grub-install（重新生成/boot/grub/目录下的文件但没有grub.conf文件，得自己写）

  • 安装grub stage1和stage1_5到/dev/DISK磁盘上，并复制GRUB相关文件到 DIR/boot目录下

  • grub-install –root-directory=DIR /dev/DISK（DISK为安装系统的硬盘，不是分区，要记住！）

• grub（在grub命令行执行命令，但依赖/boot/grub/目录下的文件，如果误删或者没有，执行第一种方法）

  • grub> root (hd#,#) #指出/boot目录在哪里

  • grub> setup (hd#) #把grub安装在哪个硬盘上

• 手动在grub命令行接口启动系统（如果/boot/grub/grub.conf文件损坏无法进入系统），grub命令行支持自动补全，只能启动一次，最后还是要写到配置文件里的

grub> root (hd#,#)grub> kernel /vmlinuz-VERSION-RELEASE roroot=/dev/DEVICEgrub> initrd /initramfs-VERSION-RELEASE.imggrub> boot

• 配置文件： /boot/grub/grub.conf

  • default=#: 设定默认启动的菜单项；落单项(title)编号从0开始

  • timeout=#：指定菜单项等待选项选择的时长

  • splashimage=(hd#,#)/PATH/XPM_FILE：菜单背景图片文件路径，可不写

  • hiddenmenu：隐藏菜单

  • password [–md5] STRING: 启动菜单编辑认证，进入单用户模式时要验证密码

  • title TITLE：定义菜单项“标题” , 可出现多次

  • root (hd#,#)：查找stage2及kernel文件所在设备分区；为grub的根

  • kernel /PATH/TO/VMLINUZ_FILE [PARAMETERS]：启动的内核

  • initrd /PATH/TO/INITRAMFS_FILE: 内核匹配的ramfs文件

  • password [–md5|–encrypted ] STRING: 启动选定的内核或操作系统时进行认证