linux开机启动简单流程图如下:
按下电源开关,电脑会首先启动BIOS(基本输入输出系统),BIOS一般是集成在主板上的。
BIOS主要做如下工作:
1、检测连接硬件,比如显卡,内存,磁盘等等,检测的目的是以后把这些设备信息提供给操作系统;
2、寻找启动磁盘,可以在BIOS开机启动菜单菜单里设置以哪个设备启动系统。比如:光驱,硬盘,网络等等,这个菜单可以设置多个选项,依照设置次序在设备上寻找启动信息;
3、找到了启动硬盘,接着BIOS就会在磁盘上找启动扇区,再找到内核启动系统。
a、先试着寻找第一个扇区,也就是主引导记录MBR(Master Boot Record)
b、如果第一个扇区上没有没有存在操作系统,再去寻找标记为BOOT的分区。
但不论是MBR还是BOOT分区,存储操作系统的空间都只有446字节。如果没有在上面提到的位置找到操作系统的内核,那么BIOS就无法继续启动工作。
那么问题来了,我们的内核往往都会大于446个字节,存放在磁盘的其他位置上,既然446装不下内核,又为了能顺利的找到放在其他位置上的内核,人们想出了一个办法就在446字节里写了一个小程序,当BIOS试着启动操作系统时就会执行这个小程序,然后再由小程序来载入其他位置的内核。这个小程序就是启动载入器(boot loader) ,下面来讲讲这个boot loader是个什么鬼。
linux的boot loader常见的有两种:lilo和grub。
因为lilo存在着一个1024柱面的限制,并且更改了磁盘上的启动信息文件后需要重新启动系统才能同步446字节的内容,因为lilo的缺陷,已经被grub所取代,因为grub没有这些限制。现在的绝大多数类linux系统都采用grub做boot loader,既然如此咱们不用再管lilo了,下面主要讲grub。
grub能修改系统文件的启动内容就可以立刻与446内容同步。下面看看grub里面到底是什么,它存放在在于 /boot/grub中。
GRUB有几个重要的文件,STAGE1、STAGE1_5、STAGE2
STAGE1:它只有512字节,通常放在MBR中,它的作用就是在系统启动时用于装载STAGE2,并且将控制权交给它。
STAGE2:它是GRUB的核心,所有的功能都是由它实现。
STAGE1_5:介于STAGE1和STAGE2之间,是连接它们的桥梁,由于STAGE2较大,通常都是放在一个文件系统当中的,但是STAGE1并不能识别文件系统格式,所以才需要STAGE1_5来引导位于某个文件系统当中的STAGE2。根据文件系统格式的不同,STAGE1_5也需要相应的文件,如:e2fs_stage1_5,fat_stage1_5,分别用于识别ext和fat的文件系统格式。它存放于1-63的柱面之间。
GRUB启动时会在 /boot/grub中寻找一个名字为grub.conf的设置文件,如果找不到此设置文件则不进入菜单模式而直接进入命令行模式。
配置文件中选项含义如下:
title:一个操作系统引动的标头,可以使多个
root:指明所需文件存在于哪个磁盘哪个分区上 (hd0,0)表示第一个硬盘,第一个分区,可参考/boot/grub/device.map
kernel:内核文件的名字,并且会有一些加载内核时的参数 or代表以只读方式加载
initrd:包含一些附加的驱动程序
default=num默认启动第num +1行选项,也就说default=0,则默认启动菜单第1行的操作系统,default=1,则启动第2行的系统,如此类推。
timeout=num搜索设置在num秒之后引导默认的操作系统。CentOS默认是timeout=5,也就是说5秒之内如果没有其他命令就启动系统。如果设成 -1,则 GRUB 会一直等待直到用户选择一个选项为止。
splash pathname/filename指出开机画面的文件所存放的路径和文件名,如splashimage=(hd0,0)/grub/splash.xpm.gz是指用在/boot/grub路径下的splash.xpm.gz文件作为开机画面。感兴趣的可以自己修改下试试。
title OSname, title后面的字符串就是在菜单项上所看见的选项,可以写上操作系统的名字和描述,如title CentOS (2.6.32-431.el6.x86_64)代表这一选项的话,是引导CentOS (2.6.32-431.el6.x86_64)这个系统。
下面使用实例讲解
root (hd0,0)是指第一个硬盘的第一个分区,,可参考/boot/grub/device.map。
kernel /vmlinuz-2.6.32-431.el6.x86_64 是指Linux内核的路径是/boot/vmlinuz-2.6.32-431.el6.x86_64。
ro:表示只读加载kernel
rhgb:表示图形方式启动
为了加速引导启动进程,可以指定磁盘是否加密、语言环境、不启用LVM、RAID、键盘等等,节省dracut查找的时间,如一下几个选项:
rd_NO_LUKS:指定磁盘不加密
LANG:指定语言环境
rd_NO_LVM:禁用LVM
rd_NO_DM:禁用RAID
KEYTABLE:指定字体显示
crashkernel:为启动捕获内核预留指定内存,默认为crashkernel=auto,可自行设定如crashkernel=256M
quiet:表示不输出启动信息
initrd:包含一些附加的驱动程序
内核启动后会向bios查询电脑的所有硬件信息,然后自己接手管理这些设备,以便提供给linux使用
内核会试着驱动这些设备,这些设备的驱动一部分包含在内核中,叫做静态驱动,一部分以模块的方式(动态)存放文件系统中,由于此时还未挂载任何文件系统,因此还不能使用文件系统中的模块,这里只能驱动在内核中存在的硬件驱动程序的对应设备。想驱动内核中未包含的硬件驱动就需要加载文件系统。
内核会尝试挂载根文件系统,根文件系统至少包含 /etc,/bin,/sbin,/lib,/dev这5大目录。缺一不可,否则都会导致系统无法启动。
根文件系统挂载是以只读方式挂载的,因为这时linux还在启动阶段,并不稳定,避免破坏系统文件。
顺利的挂载了根文件系统后,就会启动init服务。内核会按/sbin/init,/etc/init,/bin/init顺序寻找init程序,如果找不到则内核报错,这里存在一个参数init=/bin/sh如果启动时指定了则最后执行/bin/sh而不会产生内核报错。也被称为快速启动,因为它忽略了很多启动初始化工作。
启动init的目的就是为了初始化系统环境,启动了init就证明了内核已经顺利启动,接下来就由init服务来建立linux使用环境
init会根据 /etc/inittab 文件的信息来进行初始化工作。会执行三个脚本 /etc/rc.d/rc.sysinit,/etc/rc.d/rc,/etc/rc.d/rc.local
rc.sysinit 主要的功能用来建立系统的基本环境
启动udev,selinux子系统
udev负责产生/dev中的文件,selinux负责增强系统的安全性
设定核心参数sysctl -p 加载/etc/sysctl.conf
设定系统时间,将硬件时间设定为系统时间
加载键盘和交换分区swapon -a -e
设置主机名,挂载文件系统,并将根重新挂载为可读写的。
加载动态驱动模块USB设备、RAID 和 LVM
卸载/initrd/目录
rc脚本设置启动级别 linux中有许多不同的启动级别,不同的启动级别会制定不同的服务
根据指定rc的参数会对应执行 /etc/rc.d/rc[0-6].d/ 中的连接脚本文件以S开头的则启动
rc.local如果我们想在启动过程中放置一些其他程序,应该使用rc.local脚本中,因为S99local软链接存在于rc[2-5].d中,并指向rc.local文件。
三个rc脚本执行完毕后,就会建立虚拟主控制台执行/bin/login就提供了用户登陆界面了,如果是图形 L5级别的话,会启动Xwindow登录界面。
至此所有的启动就都已经完毕,以上脚本可以自己直接打开查看。
用户环境初始化 输入用户名和密码系统验证,然后会执行一下这些文件: /etc/profile /etc/profile.d/*.sh $HOME/.bash_profile /etc/bashrc $HOME/.bashrc 系统启动级别: runlevel 0 关机 runlevel 1 单用户模式,仅root用户可登 runlevel 2 多人模式,无网络 runlevel 3 命令行模式 runlevel 4 保留 runlevel 5 图形模式 runlevel 6 重新启动 查看启动级别 [root@ju grub]# runlevel N 5 切换启动级别 [root@ju grub]# init 3