一、Centos 系统启动流程简介

1、POST(Power on Self Test)加电自检

2、Boot Sequence(MBR,bootloader)

3、Kernel(ramdisk)

4、rootfs(switch root)

5、init程序(用户空间启动流程)

6、设定默认运行级别

7、系统初始化脚本:/etc/rc.d/rc.sysinit(/etc/inittab,/etc/init/*.conf)

8、关闭或启动对应级别下的服务

9、启动终端(图形终端)

 

二、Centos 系统启动详解

1.POST:BIOS(Basic input output system)固化在主板ROM芯片(CMOS为其中的一种)上的程序,它记录着硬件的相关信息。系统根据BIOS的数据,进行加电自检,初始化硬件检测。

 

2.Boot Sequence:按次序查找引导设备,第一个有引导程序的设备即为本次启动要用到的设备;当启动流程读到硬盘时,第一个要读取的就是该硬盘的主引导记录(master boot record,MBR),然后读取MBR中的bootloader,开始执行内核识别工作。

Bootloader的主要功能:允许用户选择各种内核,把选择的内核装载到RAM的特定空间,然后解压、展开,把系统控制权交给内核。

Bootloader的安装位置在MBR: Master boot record

的类型: 

:ntloader

:LIinux LOader    手机常用

             GRUB:GRand Uniform Bootloader

                  GRUB 0.X:Grub Legacy

                  GRUB 1.X:Grub2

 

3.Kernel:启动内核

自身初始化:

探测可识别到的所有硬件设备;

加载硬件驱动程序;(有可能会借助ramdisk加载驱动)

以只读方式挂载根文件系统;避免内核中有bug;

运行用户空间的第一个应用程序:init程序 存放/sbin/init

   

Ramdisk: 把内存当磁盘用

内核的特性之一:使用缓冲和缓存来加速对磁盘上的文件访问;

            Ramdisk--> ramfs

:initrd

mkinitrd

,7:initramfs

dract, mkinitrd

工作机制:基于内存的磁盘设备,把临时根文件系统装载这里。

init(),然后init()管理进程。

要装载根,得装载磁盘上的驱动程序,驱动程序在模块文件上,而模块又在根文件系统;

如果系统为个人所用,则硬件接口可知,可把驱动程序编译进内核;

如果系统为发行商发行,则硬件接口不可知,驱动程序得自带;

假如驱动程序没有编译进内核,则驱动程序自带:

内核启动后,加载中间临时根文件系统(独立完整根文件系统),扫描当前硬件的设备型号,临时生成的驱动程序,只适用当前主机。

当真正的根文件系统挂载后,临时根文件系统退出。

 

是否必须?如果明确知道硬件的设备驱动程序,则可不用。

取决于系统的来源

Centos 5:/boot/initrd-VERSION-release.img 把内存当磁盘用,有缓冲和缓存

Centos 6, 7:/boot/initramfs-VERSION-release.img  避免双缓存和双缓冲

 

4.rootfs:采用只读方式挂载根文件系统,为了避免内核有bug,导致根文件系统损坏。

 

5.init程序:一旦启动init程序后,后续任务都交给init程序完成,只有发生系统调用,需要执行特权级操作时,内核才会参与。

init程序的类型: 以centos 5为例,详解init程序

Centos 5:sysv init   

配置文件:/etc/inittab   主要是完成系统初始化

每行定义一种action以及与之对应的process

:runlevels:action:process

:一个任务的标识符;

:在哪些级别启动此任务;标识符:#,##,空代表所有级别;

:在什么条件下启动此任务;

:启动什么任务;

 

:等待切换至此任务所在的级别时执行一次;

:此任务终止时,就自动重新启动之;

:设定默认运行级别;此时,process省略;

:设定系统初始化方式,此处一般指定为/etc/rc.d/rc.sysinit脚本(centos5,6)

 

# Default runlevel. The runlevels used by RHS are:

例如:id:5:initdefault:

 

# System initialization.

si::sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit

 

# Trap CTRL-ALT-DELETE

ca::ctrlaltdel:/sbin/shutdown -t3 -r now

 

# When our UPS tells us power has failed, assume we have a few minutes

# of power left.  Schedule a shutdown for 2 minutes from now.

# This does, of course, assume you have powerd installed and your

# UPS connected and working correctly.  

pf::powerfail:/sbin/shutdown -f -h +2 "Power Failure; System Shutting Down"

 

# If power was restored before the shutdown kicked in, cancel it.

pr:12345:powerokwait:/sbin/shutdown -c "Power Restored; Shutdown Cancelled"

 

# Run gettys in standard runlevels

 

    Centos 6: upstart

/etc/initab   /etc/init/*.conf

    Centos7 :systemd

/usr/lib/systemd/system/ , /etc/systemd/system/

 

6.设定默认运行级别:init通过配置文件:/etc/inittab 来获取运行级别

Linux通过设置运行级别,来规定系统用不同的服务来启动,让Linux的使用环境不同,或出于维护目的。

     运行级别分类;

#   0 - halt (Do NOT set initdefault to this)

#   1 - Single user mode单用户模式,维护模式

#   2 - Multiuser, without NFS (The same as 3, if you do not have networking)

#   3 - Full multiuser mode   多用户模式,文本界面

#   4 - unused

#   5 - X11    多用户模式,图形界面

#   6 - reboot (Do NOT set initdefault to this)

id:5:initdefault:

3,5

init #

who -r 或runlevel

  

 

7.系统初始化脚本:启动对应级别下的初始化脚本。

# System initialization.

si::sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit

系统初始化脚本的内容:

1)设置主机名

2)设置欢迎信息

3)激活udev和selinux;

4)挂载/etc/fstab文件中定义的所有文件系统;

5)检测根文件系统,并以读写方式重新挂载根文件系统;

6)设置系统时钟;

7)根据/etc/sysctl.conf文件来设置内核参数;

8)激活lvm及软raid设备;

9)激活swap设备;

10)加载额外设备的驱动程序;

11)清理操作; 

8.关闭或启动对应级别下的服务

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

l6:6:wait:/etc/rc.d/rc 6

 

    rc:This file is responsible for starting/stopping services when the runlevel changes.

脚本执行方式:

    # /etc/init.d/service_scripts

    # service srv_scripts

 

l0 :0:wait:/etc/rc.d/rc 3

/etc/rc.d/rc3.d

K*:要停止的服务;K##*,优先级,数字越小,越是优先关闭;依赖的服务先关闭;                    S*:要启动的服务;S##*,优先级,数字越小,越是优先启动;被依赖的服务先启动。

 

#  chkconfig  命令:管控/etc/init.d/每个服务脚本在各级别的启动或关闭状态

查看:chkconfig --list [name]

添加:chkconfig --add name

删除:chkconfig --del name

修改指定的链接类型:chkconfig  [--level  LEVELS]  name  <on|off|reset>

 

9.启动终端(图形终端)

# Run gettys in standard runlevels

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

 

三、总结

1.系统流程详解以centos 5为例,centos6的配置文件略微不同,centos7则是全新的命令和配置文件,兼容centos 5。

2./etc/rc.d目录下的文件也可写成/etc目录下,以下几个脚本文件,与系统服务或初始化相关,以及对应级别下的系统脚本。

[root@localhost ~]# ls /etc/rc.d

init.d  rc  rc0.d  rc1.d  rc2.d  rc3.d  rc4.d  rc5.d  rc6.d  rc.local  rc.sysinit