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概述

Linux是一種自由和開(kāi)放源代碼的類UNIX操作系統(tǒng)。該操作系統(tǒng)的內(nèi)核由林納斯·托瓦茲在1991年10月5日首次發(fā)布。在加上用戶空間的應(yīng)用程序之后，成為L(zhǎng)inux操作系統(tǒng)。Linux是自由軟件和開(kāi)放源代碼軟件發(fā)展中最著名的例子。

下面簡(jiǎn)單記錄一下Linux系統(tǒng)從開(kāi)機(jī)到能使用的整個(gè)過(guò)程，以作備忘!

LINUX啟動(dòng)流程

先通過(guò)一張圖來(lái)簡(jiǎn)單了解下整個(gè)系統(tǒng)啟動(dòng)的流程，整個(gè)過(guò)程基本可以分為POST-->BIOS-->MBR(GRUB)-->Kernel-->Init-->Runlevel。下面會(huì)詳細(xì)說(shuō)明每個(gè)過(guò)程的作用。

BIOS

BIOS(Basic Input/Output System)，基本輸入輸出系統(tǒng)，該系統(tǒng)存儲(chǔ)于主板的ROM芯片上，計(jì)算機(jī)在開(kāi)機(jī)時(shí)，會(huì)最先讀取該系統(tǒng)，然后會(huì)有一個(gè)加電自檢過(guò)程，這個(gè)過(guò)程其實(shí)就是檢查CPU和內(nèi)存，計(jì)算機(jī)最基本的組成單元(控制器、運(yùn)算器和存儲(chǔ)器)，還會(huì)檢查其他硬件，若沒(méi)有異常就開(kāi)始加載BIOS程序到內(nèi)存當(dāng)中。詳細(xì)的BIOS功能，這邊就不說(shuō)了，BIOS主要的一個(gè)功能就是存儲(chǔ)了磁盤的啟動(dòng)順序，BIOS會(huì)按照啟動(dòng)順序去查找第一個(gè)磁盤頭的MBR信息，并加載和執(zhí)行MBR中的Bootloader程序，若第一個(gè)磁盤不存在MBR，則會(huì)繼續(xù)查找第二個(gè)磁盤(PS：?jiǎn)?dòng)順序可以在BIOS的界面中進(jìn)行設(shè)置)，一旦BootLoader程序被檢測(cè)并加載內(nèi)存中，BIOS就將控制權(quán)交接給了BootLoader程序。

MBR

MBR(Master Boot Record)，主引導(dǎo)記錄，MBR存儲(chǔ)于磁盤的頭部，大小為512bytes，其中，446bytes用于存儲(chǔ)BootLoader程序，64bytes用于存儲(chǔ)分區(qū)表信息，最后2bytes用于MBR的有效性檢查。

GRUB

GRUB(Grand Unified Bootloader)，多系統(tǒng)啟動(dòng)程序，其執(zhí)行過(guò)程可分為三個(gè)步驟：

Stage1：這個(gè)其實(shí)就是MBR，它的主要工作就是查找并加載第二段Bootloader程序(stage2)，但系統(tǒng)在沒(méi)啟動(dòng)時(shí)，MBR根本找不到文件系統(tǒng)，也就找不到stage2所存放的位置，因此，就有了stage1_5

Stage1_5：該步驟就是為了識(shí)別文件系統(tǒng)

Stage2：GRUB程序會(huì)根據(jù)/boot/grub/grub.conf文件查找Kernel的信息，然后開(kāi)始加載Kernel程序，當(dāng)Kernel程序被檢測(cè)并在加載到內(nèi)存中，GRUB就將控制權(quán)交接給了Kernel程序。

PS：實(shí)際上這個(gè)步驟/boot還沒(méi)被掛載，GRUB直接識(shí)別grub所在磁盤的文件系統(tǒng)，所以實(shí)際上應(yīng)該是/grub/grub.conf文件，該配置文件的信息如下：

grub.conf：

#boot=/dev/sda

default=0 #設(shè)定默認(rèn)啟動(dòng)的title的編號(hào)，從0開(kāi)始

timeout=5 #等待用戶選擇的超時(shí)時(shí)間

splashimage=(hd0,0)/boot/grub/splash.xpm.gz #GRUB的背景圖片

hiddenmenu #隱藏菜單

title CentOS (2.6.18-194.el5PAE) #內(nèi)核標(biāo)題

root (hd0,0) #內(nèi)核文件所在的設(shè)備

kernel /vmlinuz-2.6.18-194.el5PAE ro root=LABEL=/ #內(nèi)核文件路徑以及傳遞給內(nèi)核的參數(shù)

initrd /initrd-2.6.18-194.el5PAE.img #ramdisk文件路徑

Kernel

Kernel，內(nèi)核，Kernel是Linux系統(tǒng)最主要的程序，實(shí)際上，Kernel的文件很小，只保留了最基本的模塊，并以壓縮的文件形式存儲(chǔ)在硬盤中，當(dāng)GRUB將Kernel讀進(jìn)內(nèi)存，內(nèi)存開(kāi)始解壓縮內(nèi)核文件。講內(nèi)核啟動(dòng)，應(yīng)該先講下initrd這個(gè)文件，

initrd(Initial RAM Disk)，它在stage2這個(gè)步驟就被拷貝到了內(nèi)存中，這個(gè)文件是在安裝系統(tǒng)時(shí)產(chǎn)生的，是一個(gè)臨時(shí)的根文件系統(tǒng)(rootfs)。因?yàn)镵ernel為了精簡(jiǎn)，只保留了最基本的模塊，因此，Kernel上并沒(méi)有各種硬件的驅(qū)動(dòng)程序，也就無(wú)法識(shí)rootfs所在的設(shè)備，故產(chǎn)生了initrd這個(gè)文件，該文件裝載了必要的驅(qū)動(dòng)模塊，當(dāng)Kernel啟動(dòng)時(shí)，可以從initrd文件中裝載驅(qū)動(dòng)模塊，直到掛載真正的rootfs，然后將initrd從內(nèi)存中移除。

Kernel會(huì)以只讀方式掛載根文件系統(tǒng)，當(dāng)根文件系統(tǒng)被掛載后，開(kāi)始裝載第一個(gè)進(jìn)程(用戶空間的進(jìn)程)，執(zhí)行/sbin/init，之后就將控制權(quán)交接給了init程序。

Init

init，初始化，顧名思義，該程序就是進(jìn)行OS初始化操作，實(shí)際上是根據(jù)/etc/inittab(定義了系統(tǒng)默認(rèn)運(yùn)行級(jí)別)設(shè)定的動(dòng)作進(jìn)行腳本的執(zhí)行，第一個(gè)被執(zhí)行的腳本為/etc/rc.d/rc.sysinit，這個(gè)是真正的OS初始化腳本，簡(jiǎn)單講下這個(gè)腳本的任務(wù)(可以去看看實(shí)際腳本，看看都做了什么)：

1、激活udev和selinux;

2、根據(jù)/etc/sysctl.conf文件，來(lái)設(shè)定內(nèi)核參數(shù);

3、設(shè)定系統(tǒng)時(shí)鐘;

4、裝載硬盤映射;

5、啟用交換分區(qū);

6、設(shè)置主機(jī)名;

7、根文件系統(tǒng)檢測(cè)，并以讀寫方式重新掛載根文件系統(tǒng);

8、激活RAID和LVM設(shè)備;

9、啟用磁盤配額;

10、根據(jù)/etc/fstab，檢查并掛載其他文件系統(tǒng);

11、清理過(guò)期的鎖和PID文件

執(zhí)行完后，根據(jù)配置的啟動(dòng)級(jí)別，執(zhí)行對(duì)應(yīng)目錄底下的腳本，最后執(zhí)行/etc/rc.d/rc.local這個(gè)腳本，至此，系統(tǒng)啟動(dòng)完成。

Runlevel

runlevel，運(yùn)行級(jí)別，不同的級(jí)別會(huì)啟動(dòng)的服務(wù)不一樣，init會(huì)根據(jù)定義的級(jí)別去執(zhí)行相應(yīng)目錄下的腳本，Linux的啟動(dòng)級(jí)別分為以下幾種

0：關(guān)機(jī)模式

1：?jiǎn)我挥脩裟Ｊ?直接以管理員身份進(jìn)入)

2：多用戶模式(無(wú)網(wǎng)絡(luò))

3：多用戶模式(命令行)

4：保留

5：多用戶模式(圖形界面)

6：重啟

在不同的運(yùn)行級(jí)別下，/etc/rc.d/rc這個(gè)腳本會(huì)分別執(zhí)行不同目錄下的腳本

• Run level 0 – /etc/rc.d/rc0.d/
• Run level 1 – /etc/rc.d/rc1.d/
• Run level 2 – /etc/rc.d/rc2.d/
• Run level 3 – /etc/rc.d/rc3.d/
• Run level 4 – /etc/rc.d/rc4.d/
• Run level 5 – /etc/rc.d/rc5.d/
• Run level 6 – /etc/rc.d/rc6.d/

這些目錄下的腳本只有K*和S*開(kāi)頭的文件，K開(kāi)頭的文件為開(kāi)機(jī)需要執(zhí)行關(guān)閉的服務(wù)，S開(kāi)頭的文件為開(kāi)機(jī)需要執(zhí)行開(kāi)啟的服務(wù)。