詳細(xì)講解Linux啟動流程及啟動用到的配置文件及腳本

科技強我 2018-06-25

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《一》：詳解Linux啟動流程及需要使用到的配置文件

POST加電自檢-->BIOS(Boot Sequence)->MBR(bootloader)->Kernel->initrd->rootfs(/sbin/init)
下面對每個啟動流程做詳細(xì)解釋：

POST（加電自檢）
計算機本身不執(zhí)行任何程序，所以系統(tǒng)必須要完成自舉的過程，在CPU的控制下，將RAM芯片中的某個程序映射到ROM地址空間，并執(zhí)其中的指令完成系統(tǒng)硬件健康狀況檢查，例如存儲設(shè)備、網(wǎng)卡、CPU、聲卡等其他硬件設(shè)備是否完好。當(dāng)檢查完成后，所有硬件或基本硬件、核心硬件沒有問題，則下一個啟動流程->BIOS

BIOS（Boot Sequence）
按照BIOS所設(shè)定的系統(tǒng)啟動流程，根據(jù)引導(dǎo)次序(Boot Sequence)自上而下的尋找對應(yīng)存儲設(shè)備上操作系統(tǒng)的MBR，如果MBR存在，則會讀取MBR中的bootloader

MBR(bootloader）
會根據(jù)MBR所指引的活動分區(qū)上尋找系統(tǒng)分區(qū)中的 bootloader，bootloader稱為是一段程序，占據(jù)446字節(jié)。在bootloader當(dāng)中配置了所要引導(dǎo)操作系統(tǒng)的內(nèi)核所在的位置，因此BIOS被載入內(nèi)存以后，當(dāng)它實現(xiàn)將控制權(quán)限轉(zhuǎn)交給bootloader以后，bootloader接收整個系統(tǒng)的控制權(quán)限，而后根據(jù)用戶的選擇去讀取相應(yīng)操作系統(tǒng)中的內(nèi)核，并將內(nèi)核裝載入內(nèi)存的某個空間位置，解壓縮，這時kernel就可以在內(nèi)存中活動，并根據(jù)kernel本身功能在內(nèi)存當(dāng)中探索硬件并加載硬件驅(qū)動程序并完成內(nèi)核初始化，bootloader會將控制權(quán)限轉(zhuǎn)交給內(nèi)核。

Kernel（初始化）
      我們知道kernel是完成探索硬件及加載硬件驅(qū)動程序，并以讀寫的方式掛載根文件系統(tǒng)。那么這里就出現(xiàn)一個比較詭異的問題，是什么問題呢？
      我們又知道，要想訪問真正的根文件系統(tǒng)（rootfs）的話，就必須加載根文件系統(tǒng)中的設(shè)備，這時根文件系統(tǒng)又沒有掛載，要掛載根文件系統(tǒng)又得加載根文件系統(tǒng)中的驅(qū)動程序，哪怎么辦呢？這是就用到了initrd文件了。
在來說下kernel初始化所要工作的內(nèi)容做下簡單總結(jié)：
        探測硬件->加載驅(qū)動（initrd)->掛載根文件系統(tǒng)->rootfs(/sbin/init)

initrd功能介紹
其實說白了initrd就是一個虛擬的文件系統(tǒng)，里面有/、lib、bin、sbin、usr、proc、sys、var、dev、boot等一些目錄，其實你會發(fā)現(xiàn)里面的目錄有點像真的/對吧，所以我們稱之為虛擬的根文件系統(tǒng)，作用就是將kernel和真的根文件系統(tǒng)建立關(guān)聯(lián)關(guān)系，讓kernel去initrd中加載根文件系統(tǒng)所需要的驅(qū)動程序，并以讀寫的方式掛載根文件系統(tǒng)，并讓執(zhí)行用戶當(dāng)中第一個進程init。

/sbin/init(/etc/inittab)
         /sbin/init啟動會用到/etc/inittab所定義的條目，如：默認(rèn)登陸級別id:3:initdefault:(這里就是默認(rèn)啟動3級別）
下面就來說下/etc/inittab所工作那些內(nèi)容：
/etc/inittab
默認(rèn)運行級別
0：halt
1: single user mode(單用戶維護模式)
2：multi user mode, without NFS(不支持NFS功能）
3: multi user mode, text mode（字符界面）
4：reserved （系統(tǒng)保留）
5: multi user mode, graphic mode （圖形化界面）
6: reboot   （重啟）
系統(tǒng)初始化(/etc/rc.d/rc.sysinit)
檢測，并以讀寫方式掛載根文件系統(tǒng)
設(shè)定主機名
檢測并掛載/etc/fstab中其它文件系統(tǒng)
啟動swap分區(qū)
初始化外圍硬件設(shè)備驅(qū)動
根據(jù)/etc/sysctl.conf設(shè)定內(nèi)核參數(shù)
激活udev和selinux
激活LVM和RAID設(shè)備
清理過期鎖文件和PID文件
裝載鍵映射-->鍵盤上每個鍵的功能
運行指定級別的服務(wù)腳本
/etc/rc.d/init.d/
/etc/rc.d/rc#.d
                       rc0-rc6
                                     K*     ##只要是以K開頭的文件均執(zhí)行stop工作
                                     S*     ##只要是以S開頭的文件均執(zhí)行start工作
                                     0-99 (執(zhí)行次序，數(shù)字越小越先被執(zhí)行)
init執(zhí)行/etc/rc.d/rc.local
init執(zhí)行中斷機模擬程序mingetty來啟動login進程，最后等待用戶登錄

下面在來說下/etc/inittab的語法及格式：
/etc/inittab格式及語法(:)
[設(shè)置選項]:[runlevel]:[init操作行為]:[命令選項]
設(shè)置選項：
               代表init主要工作選項
運行級別
               0-6
init操作行為：
               initdefault：代表默認(rèn)運行級別
               sysinit：代表系統(tǒng)初始化操作選項
                 ctrlaltdel：代表重啟的相關(guān)設(shè)置
                 wait：代表上一個命令執(zhí)行結(jié)束后方可執(zhí)行下面的操作
                 respawn：代表后面字段可以無限制再生(reboot)
命令選項
              一些命令，不過通常都是腳本

init處理流程：
根據(jù)/etc/inittab設(shè)置進行處理：以默認(rèn)級別3說明：id:3:initdefault:
default runlevel->/etc/rc.d/rc.sysinit->/etc/rc.d/rc5.d->ctrlatdel->set "pf" and "pr"->mingetty->login

init處理系統(tǒng)初始化流程/etc/rc.d/rc.sysinit(設(shè)置系統(tǒng)環(huán)境)
取得網(wǎng)絡(luò)環(huán)境與主機類型->/etc/sysconfig/network
測試與掛載內(nèi)存設(shè)備/proc及/sys
SElinux
啟動系統(tǒng)的隨機數(shù)生成器
設(shè)置終端機字體
設(shè)置系統(tǒng)啟動過程中的歡迎界面
設(shè)置系統(tǒng)時間與時區(qū)設(shè)置/etc/sysconfig/clock
接口設(shè)備檢測
用戶自定義模塊加載->/etc/sysconfig/modules/*.modules
根據(jù)/etc/sysctl.conf設(shè)置內(nèi)核參數(shù)
初始化軟件磁盤陣列->/etc/mdadm.conf
初始化LVM文件系統(tǒng)功能
fsck檢測磁盤文件系統(tǒng)
磁盤配額
檢測，并以讀寫方式重新掛載根文件系統(tǒng)
清除清除過程當(dāng)中的臨時文件
將啟動的相關(guān)信息->/var/log/dmesg

啟動服務(wù)與相關(guān)啟動配置文件(/etc/rc.d/rc # &/etc/sysconfig )
以默認(rèn)級別3說明：id:3:initdefault:
l3:3:wait:/etc/rc.d/rc 3
找到/etc/rc.d/rc3.d
以K*開頭的文件，并運行/etc/rc.d/rc3.d/K* stop
以S*開頭的文件，并運行/etc/rc.d/rc3.d/S* start
/etc/rc.d/rc#.d/里面的文件鏈接的都是/etc/rc.d/init.d的文件