Linux课程笔记 Day01 课后作业总结

Posted 2020-09-09

1．Linux启动流程分析

Linnux系统的启动过程如下：

1. 加载Bios的硬件信息与进行自我测试，并依据设置取得第一个可启动的设备；
2. 读取并执行第一个启动设备内MBR的boot loader（即是grub、spfdisk等程序）；
3. 依据boot loader的设置加载Kernel，Kernel会开始检测硬件与加载驱动程序；
4. 在硬件驱动成功后，Kernel会主动调用init进程，而init会取得run level信息；
5. Init执行/etc/rc.d/rc.sysinit来准备软件执行的操作环境（如网络、时区等）；
6. Init执行run –level的各个服务的启动（script方式）；
7. Init执行/etc/rc.d/rc.local文件；
8. Init执行终端模拟程序mingetty来启动login进程，最后就是用户登录。

BIOS，开机自我测试与MBR

（1）   启动整个系统就得让系统加载BIOS，并通过BIOS程序去加载CMOS的信息，并且通过CMOS的设置值取得主机的各项硬件配置，比如CPU、各设备的I/O地址等

（2）   取得这些信息之后，BIOS还进行开机检测，然后执行硬件的初始化，之后定义可启动设备的顺序

（3）   由于不同的操作系统，文件格式不同，所以需要不同的boot loader来加载内核。BIOS首先通过硬件的INT 13中断功能读取检测到的第一个启动设备的第一个扇区即MBR（这是硬件本身就支持的功能），然后执行boot loader

注：如果主机有两块硬盘，就有两个MBR。首先读取哪个MBR，决定于BIOS的设置，即将哪块硬盘设置为第一个启动设备。

Boot loader的功能

（1）   提供菜单：供用户可以选择不同的启动选项

（2）   加载内核文件：直接指向可启动的程序区段来开始操作系统

（3）   转交其他loader：将引导加载功能转交给其他loader负责

注：windows的loader默认不具有控制权转交。每个操作系统默认是会安装一套boot loader到它自己根目录所在的文件系统的boot sector（引导扇区）。Linux在安装时，可以选择将boot loader安装到MBR，也可以不安装。但是windows理论上，会在MBR和boot sector都安装一份boot loader。安装多系统的时候，先安装linux后安装windows，windows会覆盖掉linux的boot loader，不能出现linux的菜单选项，所以安装多系统一般都是先安装windows然后安装linux。

 

加载内核检测硬件与initrd的功能

（1）   boot loader开始读取内核文件后，linux会将内核解压缩到内存当中，并且利用内核的功能，开始测试与驱动各个周边设备，包括存储设备与CPU、网卡、声卡等。内核文件会放置到/boot，并取名为/boot/vmlinuz。

 

（2）   linux是通过加载根目录下/lib/momdules内的动态模块来提供加载驱动程序功能的，比如识别USB、SATA、SCSI等磁盘设备（/lib不能与/分别放在不同的分区）

 

（3）   虚拟文件系统：一般使用文件名为/boot/initrd，该文件也是通过boot loader来加载到内存中，被解压缩并且在内存当中仿真成一个根目录，并提供一个可执行程序，通过该程序来加载启动过程中所需要的动态模块。来解决内核无法识别SATA等磁盘，无法挂载根目录，无法加载/lib/modules的动态模块来识别SATA等磁盘的问题。

 

（4）   Initrd解压缩成根目录，内核凭此加载适当驱动程序后，虚拟文件系统会释放掉，并挂载实际的根目录文件系统。

 

注：如果linux系统是安装在IDE接口的磁盘上，并且使用默认的ext2/ext3文件系统，不需要initrd也可以进入系统，USB、SATA、SCSI需要initrd。

 

 第一个进程init及配置文件/etc/inittab

内核主动调用的第一个进程就是/sbin/init,PID是1，配置文件是/etc/inittab，主要的功能是准备软件之星的环境，包括系统的主机名、网络设置、语系处理文件系统格式等

Init的处理流程是根据/etc/inittab文件内容一行一行从上往下处理的，流程如下：

（1）   先取得runlevel，假设run level是5

（2）   使用/ec/rc.d/rc.sysinit进行系统初始化

（3）   由于run level是5，只进行“5:5:wait:/etc/rc.d/rc5”

（4）   设置好[ctrl]+[alt]+[del]这组的组合键功能

（5）   设置不断电系统的pf，pr两种机制

（6）   启动mingetty的6个终端机

（7）   最终以/etc/X11/perfdm-nodaemon启动图形界面

 

Init系统初始化流程（/etc/rc.d/rc.sysinit）

 不同发行版本的linux会有不同的脚本名称，以/etc/inittab中定义的为准

/etc/rc.d/rc.sysinit的主要工作大概有以下：

（1）   取得网络环境与主机类型

（2）   测试与挂载内存设备/proc及USB设置/sys

（3）   决定是否启动SELinux

（4）   启动系统的随机数生成器（帮助系统进行性一些密码加密演算的功能）

（5）   设置终端机字体

（6）   设置显示启动过程中的欢迎界面

（7）   设置系统时间与时区设置：需读入/etc/sysconfig/clock设置值

（8）   接口设备的检测与Plug and Play(PnP)参数的测试

（9）   用户自定义模块的加载：用户可以在/etc/sysconfig/modules/*.modules中加入自定义的模块

（10）  加载内核的相关设置：系统会主动去读取/etc/sysctl.conf这个文件的设置值

（11）  设置主机名与初始化电源管理模块

（12）  初始化软件磁盘阵列：主要是/etc/mdadm.conf来设置好的

（13）  初始化LVM的文件系统功能

（14）  以fsck检验磁盘文件系统，会进行filesystem check

（15）  进行磁盘配额quota的转换

（16）  重新以可读写模式挂载系统光盘

（17）  启动quota功能

（18）  启动系统为随机数生成器

（19）  清除启动过程当中的临时文件

（20）  将启动相关信息加载/var/log/dmesg中

 启动系统服务与相关启动配置文件

（1）   通过外部的第一号参数（$1）来取得想要执行的脚本目录，即由  /etc/rc.d/rc x可以取得/etc/rcx.d这个目录来准备处理相关的脚本程序

（2）   找到/etc/rcx.d/K??*开头的文件，并进行/etc/rcx.d/K??*stop的操作

（3）   找到/etc/rcx.d/S??*开头的文件，并进行/etc/rcx.d/S??*start的操作

 注：/etc/rcx.d/[SK]xx其实就是跑到/etc/init.d/去找到对应的服务脚本，然后分别start或者stop而已。(xx是表示执行的顺序)

用户自定义开机启动程序（etc/rc.d/rc.local）

用户自定义的shell script不需要放在/etc/init.d里面，只要把shell script的完整文件名写入/etc/rc.d/rc.local

 

 

2． /etc/inittab文件及运行级别0-6总结

Linux 启动加载完核心之后，系统就已经准备好，等待程序执行。第一个启动的程序就是“/sbin/init”。

Init 程序的工作相当多，它除了利用配置文件“/etc/inittab”来获取运行等级（Run level）之外，还会通过运行等级的设置来启动不同的服务项目。根据有无网络与有无 X Window，Linux 启动分为 6 个运行等级，分别是 

     0‐halt 系统直接关机。 

     1‐single user mode 单用户维护模式，用于系统出现问题的时候进行维护。 

     2‐Multi‐user,withoutNFS 与等级 3 类似，但无 NFS 服务。 

     3‐Full multi‐user mode 完整的含有网络功能的纯文本模式。 

     4‐unused 系统保留功能。 

     5‐X11 与等级 3 类似，但是用 X Window。 

     6‐reboot 重新启动 

 

文件/etc/inittab 的内容 

#设置熊启动的运行等级设置项目 

id:3:initdefault: 

 

#开始启动运行等级的服务前，使用检测与初始化系统环境的设置文件： 

si::sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit 

 

#7 个不同运行等级需要启动的五福的脚本放置路径： 

l0:0:wait:/etc/rc.d/rc 0 

l1:1:wait:/etc/rc.d/rc 1 

l2:2:wait:/etc/rc.d/rc 2 

l3:3:wait:/etc/rc.d/rc 3 

l4:4:wait:/etc/rc.d/rc 4 

l5:5:wait:/etc/rc.d/rc 5 

l0:6:wait:/etc/rc.d/rc 6 

 

#是否允许按下[Ctrl]+[alt]+[del]就重新启动的设置项目： 

ca::ctrlaltdel:/shin/shutdown ‐t3 一 r now 

 

#本机终端启动的个数： 

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 

 

#在 X Window（运行等级 5）环境下的启动脚本设置项目： 

x:5:once:/etc/X11/prefdm ‐nodaemon 

这个文件的语法是这样的： 

[设置项目」:[run level]:[init 的操作行为]:[命令项目] 

1.设置项目: 

    最多 4 个字符，表示 init 的主要工作项目，只是一个简单的表示说明。 

2.运行等级: 

    该项目在哪些运行等级下执行。如果是 35 则表示运行等级 3 与 5 都会执行. 

3.init 的操作项目: 

    主要项目的意义如下: 

    initdefault:表示取认的运行等级设置值。 

    sysinit:表示系统初始化的操作项目。 

    ctrlaltdel:表示[ctrl]+[alt]+[del]三个按健是否可以重新启动的设里。 

    wait:表示后面接的命令项目必须要执行完毕，才能继续随后的操作。 

    respawn:表示后面接的 init 仍会主动“重新”启动。 

根据文件分析 

     如 果 我 们 不 想 让 用 户 使 用 [ctrl]+[alt]+[del] 来 重 新 启 动 系 统 ， 我 们 可 以 注 释 掉 ：

ca::ctrlaltdel:/shin/shutdown ‐t3 一 r now 

     若果我们想设置系统启动的默认运行等级我们可以修改 id:3:initdefault:的数字。 

 

 

 

3.linux下常用快捷键

快捷键：Ctrl+Alt+Del 

作用：关闭计算机 

注：   

 

快捷键：Alt+Fn(F1,F2,F3……) 

作用：切换至第 n 个控制台 

注： 

1.默认情况下 Linux 为我们提供了 6 个终端或者说是控制台（console）加上图形界面 F7。 

2.切换控制台后缓存内容也会被清除。 

 

快捷键：Scroll Lock 

作用：当屏幕输出滚动过快的时候可以用这个键给屏幕定格，再按一次解除锁定。 

注： 

1.锁定屏幕时仅仅只是看上去没有反应，但其实输入的东西系统依旧在处理，只不过你看不到罢了。 

2.如果你的控制台出现莫名的无响应，像死机一样，可以尝试一下是否因为不小心触发而造成屏锁定。 

 

快捷键：Shift+PageUP 或 Shift+PageDown 

作用：上、下滚动控制台缓存。 

注： 

 

快捷键：Ctrl+L 

作用：清楚屏幕，相当于 Clear 

注： 

 

快捷键：Ctrl+C 或者 Ctrl+\ 

作用：杀死或者说结束当前任务 

注： 

 

快捷键：Ctrl+D 

作用：作用是 EOF  即文件末尾(End‐of‐file)。 

注： 

 

快捷键：Ctrl+Z 

作用：结束进程 

注： 

 

快捷键：Ctrl+A 

作用：把光标移动到命令行最开始的地方。 

 

注： 

 

快捷键：Ctrl+E 

作用：把光标移动到命令行末尾。 

注： 

 

快捷键：Ctrl+U 

作用：清除命令行中光标所处位置之前的所有字符。 

注： 

 

 

快捷键：Ctrl+W 

作用：清除左边的字段 

注： 

 

快捷键：Ctrl+Y 

作用：将会贴上被 Ctrl+U 或者 Ctrl+K 或者 Ctrl+W 清除的部分 

注： 

 

快捷键：Ctrl+R 

作用：将自动在命令缓存中增量搜索后面输入的字符。 

注： 

 

快捷键：Tab 

作用：命令行自动补全 

注： 

 

快捷键：Ctrl+K 

作用：清除从提示符所在位置到行末尾之间的字符。