Linux Booting Process steps - RHEL/Centos7

了解 RHEL/Centos7 的Linux 启动过程十分重要，了解了Linux的启动过程，就很容易理解操作系统的运行级别问题。

Linux Booting Process steps

1. BIOS

当打开系统电源后，他将读取所有设备配置，并进行POST（加电自检）。这个过程是从系统固件（现代的通用扩展固件接口（UEFI）或经典的基本输入输出系统（BIOS））中开始。完成硬件的启动初始化后，将加载MBR（主引导记录）以用于进一步的启动过程。

2.MBR（主引导记录）

主引导记录位于Linux引导硬盘的第一个扇区，此信息是有BIOS预加载到ROM（只读存储器）中。MBR的大小仅为512字节，其中包含用于446字节用于引导操作启动的bootloader程序和64字节分区表还有2字节的“ Magic Number”（用于错误监测）。

MBR发现可引导设备，并将GRUB2引导加载程序加载到内存中，并将控制权转移给该可引导设备

3. GRUB2 （Grand Unified Bootloader 2）

加载引导加载程序。
GRUB 2配置文件位于/boot/grub2/grub.cfg ，是Centos 7 的默认引导程序。
在生成 grub.cfg 的配置文件时，grub2的默认配置来自 /etc/default/grub 文件中

#  cat /etc/default/grub
GRUB_DEFAULT=0
GRUB_TIMEOUT_STYLE=hidden
GRUB_TIMEOUT=10
GRUB_DISTRIBUTOR=`lsb_release -i -s 2> /dev/null || echo Debian`
GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT="quiet splash"
GRUB_CMDLINE_LINUX=""

可以使用 grub2-mkconfig 生成一个 grub2 的配置文件。

#  grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg

• grub2 会在 /boot 目录中搜索压缩后的内核映像文件，也称做vmlinuz
• grub2 会将 vmlinuz 加载到内存中，并经intramfs 映像文件的内容提取到基于内存的临时文件系统 tmpfs 中。
• 初始化RAM磁盘（initrd）是在实际根文件系统之前安装的初始根文件系统。

intramfs

• 初始化RAM文件系统的工作是预加载块设备模块，例如用于 IDE，SCSI或者RAID的块设备模块，以便随后可以访问和安装这些模块所在的根文件系统

4. 加载内核

• systemd进程仍然从 initrd （初始根系统）中加载必要的驱动程序模块。
• 引导加载程序（grub2）可以向用户显示引导菜单，或者将其配置为自动启动默认的操作系统
• 启动Linux, 将内核与initramfs包含启动所需要的所有硬件的内核模块，以及进行下一启动阶段所需要的初始化脚本。
• initramfs 包含完整的操作系统，可以用来排障

5. 启动systemd

内核开始以pid 1 启动 systemd 进程

• systemd 是系统引导后的第一个进程，引导最好阶段并使用系统，
• systemd 读取 /etc/systemd/system/default.target 链接的文件 （例如 /usr/lib/systemd/system/multi-user.target）, 以确认默认的系统目标（运行级别）。系统目标文件定义了systemd启动的服务。
• systemd 允许管理系统上的各种类型的单元，包括服务（name.service）和目标（name.target）设备（name.device）, 文件系统的安装点（name.mount）和套接字（name.socket）

systemd 进入系统后开始执行系统初始化任务如

1. 设定主机名
2. 初始化网络
3. 初始化SeLinux
4. 设置欢迎标语
5. 初始化硬件
6. 挂在文件系统
7. 清理 var 等