嘔心瀝血！CentOS系統(tǒng)啟動(dòng)流程詳解！

作者：opsonly 2019-06-20 10:56:28

系統(tǒng)啟動(dòng)流程是Linux一個(gè)重要的內(nèi)容，深入了解啟動(dòng)流程會(huì)對(duì)我們學(xué)習(xí)Linux起到一個(gè)順?biāo)浦鄣淖饔谩Ｒ驗(yàn)镃entOS 7改動(dòng)較大，所以下面的內(nèi)容只是針對(duì)CentOS 5和6來說的。

啟動(dòng)流程：

***步：POST加電自檢

此過程的就是為了檢測(cè)一下外界的硬件設(shè)備是否能夠正常運(yùn)行，如CPU，內(nèi)存設(shè)備，硬盤等等這些硬件設(shè)備是否可以正常工作。

第二步：BIOS選擇啟動(dòng)方式

BIOS對(duì)于經(jīng)常基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)的人應(yīng)該不會(huì)陌生，特別是那些經(jīng)常裝系統(tǒng)的人，它就是列出幾個(gè)選項(xiàng)，讓你選擇以什么方式來啟動(dòng)系統(tǒng)，常見的有硬盤啟動(dòng)，光盤，以及網(wǎng)絡(luò)方式啟動(dòng)。

第三步：BootLoader

這個(gè)步驟略有復(fù)雜，但是其實(shí)現(xiàn)的功能就是，引導(dǎo)加載系統(tǒng)中的核心文件，并提交到內(nèi)存運(yùn)行，它會(huì)列出一個(gè)grub菜單，其中的選項(xiàng)是我們操作系統(tǒng)的內(nèi)核，你選擇的內(nèi)核文件會(huì)被加載至內(nèi)存中運(yùn)行。

引導(dǎo)加載器grub:找到內(nèi)核文件，提供grub菜單

代碼分析：

[root@localhost testdir]# cp /boot/initramfs-2.6.32-642.el6.x86_64.img . //將/boot下的ramfs文件拷貝至當(dāng)前目錄 
 
[root@localhost testdir]# zcat initramfs-2.6.32-642.el6.x86_64.img |cpio -id //將其解壓縮 
 
140023 blocks 
 
[root@localhost testdir]# ls //其包含的內(nèi)如如下，因?yàn)槭桥R時(shí)的根文件，所以目錄結(jié)構(gòu)也類似于我們的rootfs，其中包含rootfs所需要的文件系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng) 
 
bin dracut-004-409.el6 init initqueue-settled lib netroot pre-trigger sbin tmp 
 
cmdline emergency initqueue initqueue-timeout lib64 pre-mount pre-udev sys usr 
 
dev etc initqueue-finished initramfs-2.6.32-642.el6.x86_64.img mount pre-pivot proc sysroot var 
 
[root@localhost testdir]#

第四步：加載內(nèi)核文件

通過上面所選擇的內(nèi)核文件，來將其加載至內(nèi)存中解壓縮，分為以下四個(gè)步驟

1)探測(cè)可識(shí)別到的所有硬件設(shè)備。

2)加載硬件驅(qū)動(dòng)程序(可能借助于ramdisk/ramfs加載驅(qū)動(dòng))

3)以只讀方式掛載根文件系統(tǒng)

4)運(yùn)行用戶空間的***個(gè)應(yīng)用程序：/sbin/init

注意：其中Ramdisk/ramfs即stage2所在分區(qū)的rootfs文件系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的文件，有了內(nèi)核文件及所需要的rootfs的文件系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，為避免內(nèi)核文件有bug或者人為操作問題，先以只讀方式掛載rootfs

代碼分析：

Init程序初始化

1)根據(jù)init的配置文件獲取到運(yùn)行級(jí)別信息，并獲取系統(tǒng)初始化腳本的文件路徑。(CentOS 5的init文件為/etc/inittab，CentOS6將/etc/inittab文件拆分為多個(gè)文件)

2)讀取系統(tǒng)初始化腳本/etc/rc.d/rc.sysinit,并按照腳本內(nèi)容執(zhí)行，作用如下： (1)設(shè)置主機(jī)名(2)設(shè)置歡迎信息(3)激活udev和selinux(4)掛載/etc/fstab文件中定義的文件系統(tǒng)(5)檢測(cè)根文件系統(tǒng)，并以讀寫方式重新掛載根文件系統(tǒng)(6)設(shè)置系統(tǒng)時(shí)鐘(7)激活swap設(shè)備(8)根據(jù)/etc/sysctl.conf文件設(shè)置內(nèi)核參數(shù)(9)激活lvm及software raid設(shè)備(10)加載額外設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序(11)清理操作 3)根據(jù)前面獲取的運(yùn)行級(jí)別，運(yùn)行/etc/rc.d/rc腳本文件

/etc/rc.d/目錄下有幾個(gè)rc#.d(#號(hào)數(shù)字，也就是代表運(yùn)行級(jí)別)，其目錄下文件為鏈接文件，其指向/etc/init.d/下的服務(wù)腳本文家，根據(jù)在/etc/inittab獲取的默認(rèn)運(yùn)行級(jí)別和/etc/rc#.d下的鏈接文件，來啟動(dòng)和關(guān)閉系統(tǒng)的服務(wù)，想必現(xiàn)在也能聯(lián)想到了為什么不同級(jí)別下啟動(dòng)的服務(wù)不相同，為什么有的服務(wù)開機(jī)啟動(dòng)，有的卻關(guān)閉 /etc/rc#.d/下的鏈接文件以K或者S開頭，K表示開機(jī)要被停止的服務(wù)，S表示開機(jī)要被啟動(dòng)的服務(wù)，而且服務(wù)腳本都會(huì)有一個(gè)優(yōu)先級(jí)，

K*:K##*：##運(yùn)行次序;數(shù)字越小，越先運(yùn)行;數(shù)字越小的服務(wù)，通常為依賴到別的服務(wù)  
S*:S##*：##運(yùn)行次序;數(shù)字越小，越先運(yùn)行;數(shù)字越小的服務(wù)，通常為被依賴到的服務(wù)

注意：在2345級(jí)別的/etc/rc#.d目錄下都會(huì)有一個(gè)rc.local，它其實(shí)也是一個(gè)鏈接文件，鏈接到/etc/rc.d/rc.local，它并不是啟動(dòng)文件，而是一個(gè)普通的文件，不過它的優(yōu)先級(jí)最小，所以***啟動(dòng)，如果你想要開機(jī)做一些什么操作，可以寫到這個(gè)腳本里面。

代碼分析：以下為CentOS 5中的/etc/inittab文件

下圖為系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)服務(wù)開啟的界面

第六步：?jiǎn)?dòng)終端

根據(jù)前面獲取的默認(rèn)運(yùn)行級(jí)別來啟動(dòng)終端，如果運(yùn)行級(jí)別為5，則啟動(dòng)圖形界面

第七步：用戶登錄

系統(tǒng)啟動(dòng)流程結(jié)束!

問題總結(jié)：

在此之前，一直有幾點(diǎn)問題困惑著我，我對(duì)它們做了一下總結(jié)

1)內(nèi)核文件在磁盤上，系統(tǒng)還沒有啟動(dòng)，系統(tǒng)還沒有啟動(dòng)，/目錄也沒有掛載，前面說先找到boot分區(qū)，但是boot分區(qū)也是在/的目錄下，/還沒有，去哪找boot!?

問題解答：注意，此時(shí)系統(tǒng)去尋找boot分區(qū)下的grub菜單、內(nèi)核文件及rootfs的驅(qū)動(dòng)并不是通過/目錄來尋找，因?yàn)榇藭r(shí)的/還沒有掛載，無法找到/下面的boot目錄，而是直接去boot的那個(gè)磁盤分區(qū)去尋找所需要的文件，具體看一下代碼：

2)上面問題的繼續(xù)，即使你先加載boot分區(qū)，boot分區(qū)系統(tǒng)的系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)在哪里呢

問題解答：從以下代碼得知，分區(qū)信息是從1柱面開始的，那么0柱面被狗吃了么?答案是沒有被狗吃，MBR存放在了0柱面，0磁道的***個(gè)扇區(qū)內(nèi)，但是它只占據(jù)了512個(gè)字節(jié)，因?yàn)?柱面包括了好多扇區(qū)，后面的扇區(qū)就是為了存放/boot分區(qū)的文件系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的。stage1->stage1.5->stage2這個(gè)過程就是為了掛載/boot分區(qū)，而其中的stage1.5就是尋找/boot分區(qū)的文件系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的。