小Q:今天是报名阿铭老师课程的第一天,我希望未来我做得很好。

 

这节内容是来源于“跟阿铭学Linux”中阿铭老师的文章!!!

 

 

首先要说一下这部分内容,只是帮助大家了解Linux系统的启动流程,这样当Linux系统在启动过程中遇到故障,我们可以很清楚到底是在哪一步遇到问题,然后我们就可以针对性地去排查故障。先来一张图帮助大家理解启动流程为了更好地体验大家可以在线观看http://www.apelearn.com/study_v2/boot.jpg

第一阶段,硬件引导启动。首先是BIOS加电自检,BIOS找启动介质,是硬盘还是光盘或者其他启动介质,然后再启动介质中找到MBRMBR是启动介质(比如硬盘)的第一个分区的第一个扇区,大小为512字节。其中前面446字节是bootloaderCentOS安装的时候会安装一个grub程序在这里),紧接着的64字节是分区表,最后面2字节是用来校验的,我们把它叫做55AA

第二阶段,grub启动引导程序。既然找到了MBR,那么就找到了grub,它就是一个引导程序,它会帮我们引导我们想启动的系统,grub引导分为两个阶段执行stage1stage2stage1是直接在MBR中的,也就是那前面446字节里面,而stage2比较大不能放到MBR里,所以只能放到文件系统里,按理说stage1执行后就直接调用stage2了。但对于目前较新的文件系统(比如ext4)来说,stage2是不能识别到的,所以还得借助于一个中间桥梁stage1_5来识别stage2所在的文件系统。当stage2被执行后,它就会去解析配置文件/boot/grub/grub.conf,在该配置文件中它又找到了内核和内核映像(initrd)的位置。

第三阶段内核引导阶段。内核和内核映像(initrd)找到了,所以内核接管控制权。按理说内核能够识别到几乎所有的硬件设备,但实际上内核的身材是非常小的,它只含有最基本的硬件驱动,而其他有常见硬件驱动是在initrd中的。所以在这一阶段,initrd先释放到内存中,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里面的init进程,目的是加载各种硬件的驱动。当所需的驱动加载完后,内核再次挂载真正的根文件系统,内核把控制器教给了/sbin/init进程。

第四阶段系统初始化阶段。/sbin/init进程是系统其他所有进程的父进程,当它接管了系统的控制权先之后,它首先会去读取/etc/inittab文件来执行相应的脚本进行系统初始化,如设置键盘、字体,装载模块,设置网络等。主要包括以下工作:

1) 执行系统初始化脚本(/etc/rc.d/rc.sysinit),对系统进行基本的配置,以读写方式挂载根文件系统及其它文件系统,到此系统算是基本运行起来了,后面需要进行运行级别的确定及相应服务的启动。rc.sysinit所做的事情(不同的Linux发行版,该文件可能有些差异)如下:

(1)获取网络环境与主机类型。首先会读取网络环境设置文件"/etc/sysconfig/network",获取主机名称与默认网关等网络环境。

(2)测试与载入内存设备/proc及usb设备/sys。除了/proc外,系统会主动检测是否有usb设备,并主动加载usb驱动,尝试载入usb文件系统。

(3)决定是否启动SELinux。

(4)接口设备的检测与即插即用(pnp)参数的测试。

(5)用户自定义模块的加载。用户可以再"/etc/sysconfig/modules/*.modules"加入自定义的模块,此时会加载到系统中。

(6)加载核心的相关设置。按"/etc/sysctl.conf"这个文件的设置值配置功能。

(7)设置系统时间(clock)。

(8)设置终端的控制台的字形。

(9)设置raid及LVM等硬盘功能。

(10)以方式查看检验磁盘文件系统。

(11)进行磁盘配额quota的转换。

(12)重新以读取模式载入系统磁盘。

(13)启动quota功能。

(14)启动系统随机数设备(产生随机数功能)。

(15)清楚启动过程中的临时文件。

(16)将启动信息加载到"/var/log/dmesg"文件中。

 当/etc/rc.d/rc.sysinit执行完后,系统就可以顺利工作了,只是还需要启动系统所需要的各种服务,这样主机才可以提供相关的网络和主机功能,因此便会执行下面的脚本。

2) 执行/etc/rc.d/rc脚本。该文件定义了服务启动的顺序是先K后S,而具体的每个运行级别的服务状态是放在/etc/rc.d/rc*.d(*=0~6)目录下,所有的文件均是指向/etc/init.d下相应文件的符号链接。rc.sysinit通过分析/etc/inittab文件来确定系统的启动级别,然后才去执行/etc/rc.d/rc*.d下的文件。

/etc/init.d-> /etc/rc.d/init.d

/etc/rc ->/etc/rc.d/rc

/etc/rc*.d ->/etc/rc.d/rc*.d

/etc/rc.local-> /etc/rc.d/rc.local

/etc/rc.sysinit-> /etc/rc.d/rc.sysinit

也就是说,/etc目录下的init.d、rc、rc*.d、rc.local和rc.sysinit均是指向/etc/rc.d目录下相应文件和文件夹的符号链接。我们以启动级别3为例来简要说明一下。

/etc/rc.d/rc3.d目录,该目录下的内容全部都是以 S 或 K 开头的链接文件,都链接到"/etc/rc.d/init.d"目录下的各种shell脚本。S表示的是启动时需要start的服务内容,K表示关机时需要关闭的服务内容。/etc/rc.d/rc*.d中的系统服务会在系统后台启动,如果要对某个运行级别中的服务进行更具体的定制,通过chkconfig命令来操作,或者通过setup、ntsys、system-config-services来进行定制。如果我们需要自己增加启动的内容,可以在init.d目录中增加相关的shell脚本,然后在rc*.d目录中建立链接文件指向该shell脚本。这些shell脚本的启动或结束顺序是由S或K字母后面的数字决定,数字越小的脚本越先执行。例如,/etc/rc.d/rc3.d /S01sysstat就比/etc/rc.d/rc3.d /S99local先执行。

3) 执行用户自定义引导程序/etc/rc.d/rc.local。其实当执行/etc/rc.d/rc3.d/S99local时,它就是在执行/etc/rc.d/rc.local。S99local是指向rc.local的符号链接。就是一般来说,自定义的程序不需要执行上面所说的繁琐的建立shell增加链接文件的步骤,只需要将命令放在rc.local里面就可以了,这个shell脚本就是保留给用户自定义启动内容的。

4) 完成了系统所有的启动任务后,linux会启动终端或X-Window来等待用户登录。tty1,tty2,tty3...这表示在运行等级1,2,3,4的时候,都会执行"/sbin/mingetty",而且执行了6个,所以linux会有6个纯文本终端,mingetty就是启动终端的命令。

除了这6个之外还会执行"/etc/X11/prefdm-nodaemon"这个主要启动X-Window。至此,系统就启动完毕了。