centos7的启动过程

Posted 2023-04-27

参考技术A 1.开机前硬件检查：
Blos硬件检查的阶段，检查内存，硬盘，CPU等硬件信息
2.加载MBR到内存：
Bios将会直接找硬盘的第一个扇区，将MBR加载到内存中，MBR将告诉程序下一阶段去哪里找系统的grub引导
3.grub引导阶段：centos7采用：grub2
会显示启动菜单提供给用户选择，并根据所选项加载Linux内核文件，然后将系统控制权转交给内核
/etc/grub.d/ /etc/default/grub /boot/grub2/grub.cfg
4.加裁Linux内核和inintamfs模块
5.内核开始初始化，使用systemd来代替以前的init程序
(1)执行initrd.target
包括挂载/etc/fstab文件中的系统,此时挂载后
(2)从initramfs根文件系统切换到磁盘根目录
(3)systemd执行默认target配置(运行级别)
(4)systemd执行sysinit.target
在CentOS6上是被叫做rc.sysint程序，初始化系统及basic.target准备操作系统
(5)systemd启动multi-user.target下的本机与服务器服务
(6)systemd执行multi-user.target下的/etc/rc.d/rc.local
6.Systemd执行multi-user.target下的getty.target及登录服务
7.systemd执行graphical需要的服务

00 系统的关机级别 init 1 进入到维修模式 shutdown.target
01 系统的单用户模式 用于修复系统 或重置密码信息 emergency.target
02 系统的多用户模式 没有网络 rescure.target
03 系统的多用户模式 正常系统运行级别多用户模式级别 有网络 multi-user.target
04 预留级别 无
05 图形化界面级别 graphical.target
06 系统的重启级别 reboot.target

查看系统运行级别：systemctl get-default
查看系统运行级别：runlevel
修改系统运行级别：systemctl set-default rescue.target
开机自动加载文件：/etc/rc.d/rc.local

centos系统启动过程详解

参考技术A

  本文以centos5为例，详细说明从按下电源直到屏幕出现命令行提示符的Linux整个启动过程。当用户按下电源，BIOS开机自检，按BIOS中设置的启动设备启动，接着启动设备上安装的引导程序grub开始引导Linux。Linux首先进行内核的引导，接下来执行init程序，init调用了rc.sysinit和rc等程序，rc.sysinit和rc完成系统初始化和运行服务的任务后，返回init；init启动了mingetty后，打开了终端供用户登录系统，用户登录成功后进入了Shell，这样就完成了从开机到登录的整个启动过程。
  整个Linux启动过程分成以下几个部分：

  开机按下电源键后，计算机加电，主板上的BIOS或UEFI基本输入输出程序开始对计算机硬件进行检查，主要是负责完成对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。当检测到错误的时候，机器有可能会中断或者启动不了。如果没什么重大错误，接下来就会按次序查找引导设备，第一个有引导程序的设备为本次启动设备。

  确定引导介质后，便开始从介质中装载引导程序如grub,这是一个微小程序，我们知道MBR引导记录大小为512字节，其中前446个字节就是Bootloader，主要用来引导用户选择要启动的系统或不同的内核版本，把用户选定的内核装载到RAM中的特定空间中，解压，展开，而后把系统控制权移交给内核。
  grub是Linux中Bootloader程序，由于MBR记录大小的限制，所以grub分为三个部分：

   需要注意的是：stage1和stage1_5不属于任何分区，这两个阶段是没有文件系统的，都是以磁盘0101的方式直接访问的。
  stage2阶段中，会进入/boot/grub/，里面有grub.conf配置文件，根据里面的内核配置信息去加载内核。

  这时候kernel开始进行自身初始化：探测可识别的硬件设备，加载硬件驱动程序（借助于ramdisk加载驱动，ramdisk是辅助的伪根系统，虚拟磁盘），并且以只读方式挂载根文件系统，运行用户空间的第一个应用程序 /sbin/init。
  kernel在内存中加载时，为了模拟系统环境，会生成一个ramdisk文件，来进行下一步操作，等到加载到真正的根文件系统时，就会退出ramdisk，切换到真正的根文件系统中去。
  /boot/initrd-VERSION-release.img，也就是上面提到的ramdisk，存放了和内核启动相关的最基本驱动，和启动无关的一般都放在/lib/modules/下面。/boot/initrd-VERSION-release.img是解决根的挂载问题，挂载根之前必然已经进入/boot了。进/boot 是grub来负责的，注意/boot 和/ 的文件系统是可以不一样的，这两个是独立的分区。内核是放在/boot下面的，先加载内核，然后挂载根/，挂载根的时候需要用到文件系统驱动，而文件系统的驱动放在/lib/modules/下面，就是在根下面，就矛盾了。而ramdisk就是来解决这个问题的 。

  init的进程号是1，从这一点就能看出，init进程是系统所有进程的起点，Linux在完成内核引导以后，就开始运行init进程。init进程需要读取配置文件/etc/inittab。inittab是一个不可执行的文本文件，它有若干行指令所组成。
  /sbin/init：运行系统的第一个进程。这个进程会读取相应配置文件，比如Centos 5的配置文件：/etc/inittab。init读取其初始化文件： /etc/inittab，来确定初始运行级别(RUN LEVEL)，运行系统初始化脚本以及对应运行级别的脚本目录里面的脚本等。

  在init的配置文件/etc/inittab中有这么一行： si::sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit，这是调用系统初始化脚本，主要实现的功能：

(8) 根据/etc/sysctl.conf文件设置内核参数
(9) 激活lvm及software raid设备
(10) 加载额外设备的驱动程序
(11) 清理操作

  在rc.sysinit执行后，将返回init继续其它的动作，通常接下来会执行到/etc/rc.d/rc程序。以运行级别5为例，init将执行配置文件/etc/inittab中的以下这行： l5:5:wait:/etc/rc.d/rc 5。
  这一行表示以5为参数运行/etc/rc.d/rc，/etc/rc.d/rc是一个Shell脚本，它接受5作为参数，去执行 /etc/rc.d/rc5.d/目录下的所有的rc启动脚本，/etc/rc.d/rc5.d/目录中的这些启动脚本实际上都是一些软链接文件，而不是真正的rc启动脚本，真正的rc启动脚本实际上都是放在/etc/rc.d/init.d/目录下。而这些rc启动脚本有着类似的用法，它们一般能接受 start、stop、restart、status等参数。
  /etc/rc.d/rc5.d/中的rc启动脚本通常是K或S开头的软链接文件，对于以以S开头的启动脚本，将以start参数来运行。而如果发现存在相应的脚本也存在K打头的链接，而且已经处于运行态了(以 /var/lock/subsys/下的文件作为标志)，则将首先以stop为参数停止这些已经启动了的守护进程，然后再重新运行。这样做是为了保证是当 init改变运行级别时，所有相关的守护进程都将重启。

  rc执行完毕后，返回init。这时基本系统环境已经设置好了，各种守护进程也已经启动了。init接下来会打开6个终端，以便用户登录系统。通过按Ctrl+Alt+Fn(n对应1-6)可以在这6个终端中切换。在inittab中的以下6行就是定义了6个终端：

  1:2345:respawn:/sbin/mingetty tty1
　　2:2345:respawn:/sbin/mingetty tty2
　　3:2345:respawn:/sbin/mingetty tty3
　　4:2345:respawn:/sbin/mingetty tty4
　　5:2345:respawn:/sbin/mingetty tty5
　　6:2345:respawn:/sbin/mingetty tty6

  从上面可以看出在2、3、4、5的运行级别中都将以respawn方式运行mingetty程序，mingetty程序能打开终端、设置模式。同时它会显示一个文本登录界面，这个界面就是我们经常看到的登录界面，在这个登录界面中会提示用户输入用户名，而用户输入的用户将作为参数传给login程序来验证用户的身份。

  对于运行级别为5的图形方式用户来说，他们的登录是通过一个图形化的登录界面。登录成功后可以直接进入KDE、Gnome等窗口管理器。

   至此，centos5的系统启动过程就大致介绍完了，不足之处，请多多指正。