Linux启动过程详解

Posted 2020-10-26

一、Linux系统开机启动过程

第一步：开机自检，加载Bios

第二步：读取ＭＢＲ

第三步：Boot Loader　grub引导菜单

第四步：加载kernel内核

第五步：init进程依据inittab文件夹来设定运行级别

第六步：init进程执行rc.sysinit

第七步：启动内核模块

第八步：执行不同运行级别的脚本程序

第九步：执行/etc/rc.d/rc.local

第十步：执行/bin/login程序，启动mingetty,进入登录状态

二、图解开机过程

三、剖析启动过程

第一步：开机自检，加载BIOS

    当我们打开计算机电源的时候，随后会听到滴的一声，自检开始，这个过程中主要是检测我们的计算机硬件设备比如：CPU，内存，主板，显卡，CMOS等设备是否有故障存在

 

第二步：读取ＭＢＲ

BIOS自检，首先会在一个Boot Sequence程序中搜索可以让系统启动的引导设备（比如我们有时在BIOS中设置为从硬盘启动，或者从CD-ROM启动等等）

     这时如果BIOS找不到可以引导的设备及相关程序后，便会启动失败，如果顺序的找到了相关设备硬盘，那么BIOS将把控制权交给启动设备中的MBR（Master Boot Record）主引导记录

MBR在大小为512字节，存放预启动信息、分区表等信息，

 

第三步：Boot Loader　grub引导菜单

　　　在MBR程序中找到其前446字节的Boot　Loader　

Boot Loader 就是在操作系统内核运行之前运行的一段小程序。通过这段小程序，我们可以初始化硬件设备、建立内存空间的映射图，从而将系统的软硬件环境带到一个合适的状态，以便为最终调用操作系统内核做好一切准备。

Boot Loader有若干种，其中Grub、Lilo和spfdisk是常见的Loader。。

系统读取内存中的grub配置信息（一般为menu.lst或grub.lst），并依照此配置信息来启动不同的操作系统。

[[email protected] ~]# cat /etc/grub.conf
# grub.conf generated by anaconda
#
# Note that you do not have to rerun grub after making changes to this file
# NOTICE:  You have a /boot partition.  This means that
#          all kernel and initrd paths are relative to /boot/, eg.
#          root (hd0,0)
#          kernel /vmlinuz-version ro root=/dev/sda3
#          initrd /initrd-version.img
#boot=/dev/sda
default=0
timeout=5
splashimage=(hd0,0)/grub/splash.xpm.gz
hiddenmenu
password --md5 $1$cjB7p0q.$9fauA6mvALyXw96vmy.q41
title CentOS (2.6.18-348.12.1.el5)
        root (hd0,0)
        kernel /vmlinuz-2.6.18-348.12.1.el5 ro root=LABEL=/
        initrd /initrd-2.6.18-348.12.1.el5.img
title CentOS (2.6.18-308.el5)
        root (hd0,0)
        kernel /vmlinuz-2.6.18-308.el5 ro root=LABEL=/
        initrd /initrd-2.6.18-308.el5.img

 

第四步：加载kernel内核

根据grub设定的内核映像所在路径，系统读取内存映像，并进行解压缩操作。此时，屏幕一般会输出“Uncompressing Linux”的提示。当解压缩内核完成后，屏幕输出“OK, booting the kernel”。

 

系统将解压后的内核放置在内存之中，并调用start_kernel()函数来启动一系列的初始化函数并初始化各种设备，完成Linux核心环境的建立。至此，Linux内核已经建立起来了，基于Linux的程序应该可以正常运行了。

 

从全局启动历程start_kernel开始,

    内核完成的任务主要有：

    硬件的特测

    硬件驱动的初始化，

    挂载根文件系统（根切换）

    启动init进程。

    内核在系统启动后的功能先提前介绍一下：

    进程的调度，内存管理，文件系统的管理，硬件驱动，网络等

    内核自身初始化完成后开始下一步

 

第五步：init进程依据inittab文件夹来设定运行级别

内核被加载后，第一个运行的程序便是/sbin/init，该文件会读取/etc/inittab文件，并依据此文件来进行初始化工作。

 

其实/etc/inittab文件最主要的作用就是设定Linux的运行等级，其设定形式是“：id:5:initdefault:”，这就表明Linux需要运行在等级5上。Linux的运行等级设定如下：

0：-halt  关机

1：-single user mode 单用户模式

2：-Multi-user,without NFS无网络支持的多用户模式　　类似于下面的run level3

3：-Full multi-user mode 有网络支持的多用户模式

4：-unused 保留，未使用

5：-X11  有网络支持有X-Window支持的多用户模式

6：- reboot 重新引导系统，即重启

 

cat /etc/inittab　　　查看/etc/inittab相关设定

第六步：init进程执行rc.sysinit

在设定了运行等级后，Linux系统执行的第一个用户层文件就是/etc/rc.d/rc.sysinit脚本程序，它做的工作非常多，包括设定PATH、设定网络配置（/etc/sysconfig/network）、启动swap分区、设定/proc等等。如果你有兴趣，可以到/etc/rc.d中查看一下rc.sysinit文件，里面的脚本够你看几天的

 

第七步：启动内核模块

具体是依据/etc/modules.conf文件或/etc/modules.d目录下的文件来装载内核模块。

 

第八步：执行不同运行级别的脚本程序

根据运行级别的不同，系统会运行rc0.d到rc6.d中的相应的脚本程序，来完成相应的初始化工作和启动相应的服务

 

 

第九步：执行/etc/rc.d/rc.local

你如果打开了此文件，里面有一句话，读过之后，你就会对此命令的作用一目了然：

 

# 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.

 

rc.local就是在一切初始化工作后，Linux留给用户进行个性化的地方。你可以把你想设置和启动的东西放到这里。

 

第十步：执行/bin/login程序，启动mingetty,进入登录状态

 

 

 

 

 

简述开机系统启动过程

1.开机BIOS自检

2.MBR引导

硬盘0柱面0磁道1扇区的前446byte

3.grub引导菜单

cat /etc/grub.conf

4.加载内核kernel

5.启动init进程

[[email protected] rc.d]# ps -ef|grep init

    root         1     0  0 Oct23 ?        00:00:02 init [3]         

6.读取inittab文件，执行rc.sysinit.rc等脚本

/etc/inittab

/etc/rc.d/rc.sysinit

/etc/rc.d/rc3.d/    <==文本模式

7.启动mingetty.进入系统登陆界面