Linux系统启动过程
整个过程基本可以分为 BIOS --> MBR(GRUB) --> Kernel --> Init --> Runlevel
1.BIOS加电自检
BIOS(Basic Input/Output System),基本输入输出系统,该系统存储于主板的ROM芯片上,计算机在开机时,会最先读取该系统,
然后会有一个加电自检过程,这个过程其实就是检查CPU和内存,计算机最基本的组成单元(控制器、运算器和存储器),
还会检查其他硬件,若没有异常就开始加载BIOS程序到内存当中。BIOS主要的一个功能就是存储了磁盘的启动顺序,
BIOS会按照启动顺序去查找第一个磁盘头的MBR信息,并加载和执行MBR中的Bootloader程序,若第一个磁盘不存在MBR,
则会继续查找第二个磁盘(PS:启动顺序可以在BIOS的界面中进行设置),一旦BootLoader程序被检测并加载内存中,BIOS就将控制权交接给了BootLoader程序。
2.读取MBR主引导记录
MBR(Master Boot Record),主引导记录,MBR存储于磁盘的头部,大小为512bytes(512=446+64+2),
其中,446bytes用于存储BootLoader程序,64bytes用于存储分区表信息,最后2bytes用于MBR的有效性检查。
3.GRUB多系统启动程序引导
GRUB(Grand Unified Bootloader),多系统启动程序,其执行过程可分为三个步骤:
Stage1:这个其实就是MBR,它的主要工作就是查找并加载第二段Bootloader程序(stage2),但系统在没启动时,MBR根本找不到文件系统,也就找不到stage2所存放的位置,因此,就有了stage1_5
Stage1_5:该步骤就是为了识别文件系统
Stage2:GRUB程序会根据/boot/grub/grub.conf文件查找Kernel的信息,然后开始加载Kernel程序,当Kernel程序被检测并在加载到内存中,GRUB就将控制权交接给了Kernel程序
4.加载Kernel内核
Kernel(内核),是Linux系统最主要的程序,实际上,Kernel的文件很小,只保留了最基本的模块,并以压缩的文件形式存储在硬盘中,
当GRUB将Kernel读进内存,内存开始解压缩内核文件。讲内核启动,应该先讲下initrd这个文件。
initrd(Initial RAM Disk),它在stage2这个步骤就被拷贝到了内存中,这个文件是在安装系统时产生的,是一个临时的根文件系统(rootfs)。
因为Kernel为了精简,只保留了最基本的模块,因此,Kernel上并没有各种硬件的驱动程序,也就无法识rootfs所在的设备,
故产生了initrd这个文件,该文件装载了必要的驱动模块,当Kernel启动时,可以从initrd文件中装载驱动模块,直到挂载真正的rootfs,然后将initrd从内存中移除。
Kernel会以只读方式挂载根文件系统,当根文件系统被挂载后,开始装载第一个进程(用户空间的进程),执行/sbin/init,之后就将控制权交接给了init程序。
5.Init进行OS初始化
init(初始化),顾名思义,该程序就是进行OS初始化操作,实际上是根据/etc/inittab(定义了系统默认运行级别)设定的动作进行脚本的执行,
第一个被执行的脚本为/etc/rc.d/rc.sysinit,这个是真正的OS初始化脚本,简单讲下这个脚本的任务:
1、激活udev和selinux;
2、根据/etc/sysctl.conf文件,来设定内核参数;
3、设定系统时钟;
4、装载硬盘映射;
5、启用交换分区;
6、设置主机名;
7、根文件系统检测,并以读写方式重新挂载根文件系统;
8、激活RAID和LVM设备;
9、启用磁盘配额;
10、根据/etc/fstab,检查并挂载其他文件系统;
11、清理过期的锁和PID文件
执行完后,根据配置的启动级别,执行对应目录底下的脚本,最后执行/etc/rc.d/rc.local这个脚本,至此,系统启动完成。
6.根据Runlevel运行级别启动相应的服务
runlevel,运行级别,不同的级别会启动的服务不一样,init会根据定义的级别去执行相应目录下的脚本。
Linux的启动级别分为:
0:系统停机状态(关机)
1:单用户状态
2:无网络的多用户状态
3:命令行模式
4:未使用
5:GUI图形化模式
6:系统正常关闭并重启
显示当前系统运行级别:
who -r #显示当前运行级别以及系统当前时间。
runlevel #显示当前运行级别
init3/init5 #关闭图形/开启图形