Linux系统启动流程简述

Posted 2020-08-14

一、第一阶段：硬件引导启动

1、Bios上电自检， 初始化硬件:显卡，内存，磁盘

2、根据Bios设置找到启动介质，初次安装linux系统一般是CD-ROM或者U盘启动，已安装Linux系统选择本地HDD硬盘启动

3、 如果使用已经安装系统的硬盘启动，正常启动在本地第一块硬盘的第一个分区的第一个扇区中找到512字节的MBR启动引导程序，MBR包括三个部分：Bootloader（Grub程序安装在bootloader）、分区表Partition tables、校验位Magic Number

二、GRUB启动引导阶段

1、既然找到了MBR，就找到了grub，由GRUB的配置文件/boot/grub/grub.conf找到需要启动的系统以及内核和内核镜像文件

注：grub可以设置默认启动的系统顺序（双系统情况下）

[[email protected] ~]# cat /boot/grub/grub.conf

#boot=/dev/sda

default=0

timeout=5

splashimage=(hd0,0)/grub/splash.xpm.gz

hiddenmenu

title CentOS 6 (2.6.32-573.el6.i686) #grub找到即将启动的系统

root (hd0,0)   #grub找到内核位置：第一块磁盘的第一个分区下的vmlinuz-2.6.32

kernel /vmlinuz-2.6.32-573.el6.i686 ro root=UUID=4cb5c3c6-6d8f-41fb-b3d9                                                       -55898e0be726 rd_NO_LUKS  KEYBOARDTYPE=pc KEYTABLE=us rd_NO_MD crashkernel=auto                                                       LANG=zh_CN.UTF-8 rd_NO_LVM rd_NO_DM rhgb quiet

 initrd /initramfs-2.6.32-573.el6.i686.img  #grub找到内核镜像位置：第一块磁盘第一个分区下 /initramfs-2.6.32

运行在MBR中stage1，通过stage1_5识别ext4类型文件系统，找到磁盘中的stage2并启动在stage2中的内核并启动

[[email protected] ~]# ls /boot/grub

stage1   jfs_stage1_5   stage2 

三、内核引导阶段

1、内核和内核映像（initrd）找到之后，内核接管控制权，但只能识别最基本的硬件驱动，内核将内核镜像（initrd）解压到内存中运行，临时构成一个只读的文件系统，在这个只读的文件系统中，内核去执行临时文件系统中的init进程，把硬件驱动运行起来（磁盘、声卡、网卡等关键驱动的加载），之后内核再去挂载真正的根文件系统，内核把控制器交给了/sbin/init进程

四、系统初始化

内核启动后，初始化init进程（linux最核心的进程，/sbin/init），可以看到在init进程基础上派生出很多子进程，这是在init进程基础上开启的一些服务，首先读取/etc/inittab配置，执行脚本并进行初始化，如配置键盘、字体、设置网络等，包括以下三个步骤：

[[email protected] ~]# pstree

init─┬─NetworkManager

       ├─auditd───{auditd}

       ├─crond

       ├─cupsd

       ├─dbus-daemon

       ├─hald─┬─hald-runner─┬─hald-addon-acpi

                     │                       ├─hald-addon-inpu

                     │                       └─hald-addon-rfki

                     └─{hald}

（1）根据配置文件/etc/init/rcS.conf执行初始化脚本（/etc/rc.sysinit）下的脚本，以读写方式挂载根文件系统和其他文件系统，到此系统算是基本运行起来了，初始化内容把包括：网络设置，加载USB，设置raid和LVM，进行磁盘配额等等

[[email protected] ~]# cat /etc/init/rcS.conf

exec /etc/rc.d/rc.sysinit

（2）确定运行级别，再根据配置文件/etc/init/rc.conf执行/etc/rc.d/rc3.d下的启动服务和脚本(与etc/rc3.d/下相同，是一个软链接)加载该级别下的服务，

[[email protected] ~]# cat /etc/inittab

id:3:initdefault:   #（3 - Full multiuser mode，多用户命令行） 3是默认的启动级别

[[email protected] ~]# ls -l /etc

lrwxrwxrwx.  1 root      root       10 10月  8 04:59 rc3.d -> rc.d/rc3.d

[[email protected] ~]# cat  /etc/rc.d/rc

# Now run the START scripts.

for i in /etc/rc$runlevel.d/S* ;

[[email protected] ~]# ls -l /etc/rc3.d/   #/etc/rc.d/rc3.d下多链接文件链接到对应的启动服务，

总用量 0  #K表示kill，S（start）表示启动，这是级别3对应需要启动和不启动的服务

lrwxrwxrwx  1 root root 17 11月 21 12:10 K05wdaemon -> ../init.d/wdaemon

lrwxrwxrwx  1 root root 15 11月 21 12:10 K100kdump -> ../init.d/kdump

lrwxrwxrwx  1 root root 14 11月 21 12:10 S58ntpd -> ../init.d/ntpd

lrwxrwxrwx  1 root root 19 1月  14 15:06 S75heartbeat -> ../init.d/heartbeat

lrwxrwxrwx  1 root root 18 1月  25 20:34 S80sendmail -> ../init.d/sendmail

lrwxrwxrwx  1 root root 15 11月 21 12:10 S90crond -> ../init.d/crond

lrwxrwxrwx. 1 root root 11 10月  8 04:59 S99local -> ../rc.local

（3）运行/etc/rc.d/rc.local，系统会运行脚本/etc/rc.d/rc.local(用户可以自定义开机脚本到这里)，等到服务和进程启动完成后，系统启动完成

[[email protected] ~]# cat /etc/rc.d/rc.local

#!/bin/sh

# This script will be executed *after* all the other init scripts

# You can put your own initialization stuff in here if you don‘t

# want to do the full Sys V style init stuff

touch /var/lock/subsys/local

mount /dev/sdb1 /home/daixuan/123