Linux启动流程

 Linux系统的整个启动过程是这样的：

 1.加载 BIOS 的硬件信息，并获取第一个启动设备的编号；

  2.读取第一个设备的MBR的引导加载程序 (即 lilo, grub, spfdisk等)开机信息； 

  3.加载核心操作系统的核心信息，核心开始解压缩，并且尝试驱动所有硬件设备； 

  4.核心执行init程序并取得run-level 信息； 

  5.init 执行/etc/rc.d/rc.sysinit文件； 

  6.启动核心的外挂式模块 (/etc/modules.conf)； 

  7.init执行运行的各个批处理文件； 

  8.init 执行/etc/rc.d/rc.local文件； 

  9.执行 /bin/login 程序； 

  10.登入之后开始以Shell控制主机。

  下面对启动流程进行详细的说明：

一、引导加载程序与核心载入

   整个主机在启动的时候，第一个读取的信息就是BIOS，在BIOS里记录了主板的芯片集与相关的设置，如CPU与接口设备的通信频率、启动设备的搜索顺序、系统时间等信息。机器在读取BIOS，并且了解主要的主机硬件信息后，主机便会开始尝试由存储媒体加载操作系统。BIOS会记录“可用来启动的设备搜索顺序”，系统开始在第一台启动设备上执行启动程序。这里针对硬盘而言，启动流程读到硬盘的过程中，第一个要读取的就是该硬盘的主引导记录(MBR)，系统可以由主要启动区按照的引导加载程序(boot loader)开始执行核心识别的工作。

   通过引导加载程序的管理而开始读取核心文件(Linux系统的核心文件一般在/boot/vmlinuz)，并将核心文件加载到主存储器中，同时系统有可能通过initrd建立起虚拟盘，以协助启动过程，最后，将读自BIOS的主机硬件数据交由Linux核心进行检测，并且加载适当的驱动程序。

二、第一个程序init及设置文件/etc/inittab与runlevel

    整个Linux系统中，第一个执行的程序就是/sbin/init。Init程序所做的工作相当多，它除了利用设置文件“/etc/inittab”来获取运行等级外，还会通过运行等级的设置值启动不同的服务项目。关于各个运行等级的说明可以通过/etc/inittab文件中的说明来了解。

  下面对/etc/inittab文件以及其中所涉及到的文件进行说明：

  先对/etc/inittab文件的语法进行说明，

  [设置项目]：[run level]：[init的操作行为]：[命令项目]

  a.设置项目：

     最多4个字符，表示init的主要工作项目，只是一个简单的表示说明

   b.运行等级：

     该项目在那些运行等级下执行。

   c.init的操作项目

     主要项目的意义如下：

      initdefault：表示默认的运行等级设置值

      sysinit：表示系统初始化的操作项目

      ctrlaltdel：表示[ctrl]+[alt]+[del]三个按键是否可以重新启动的设置

      wait：表示后面接的命令项目必须要执行完毕，才能继续随后的操作

      respawn：表示后面接的init仍会主动“重启”

   d.命令项目

     应该可以执行的命令，通常是一些脚本

三、init处理系统初始化流程(/etc/rc.d/rc.sysinit)

   /etc/inittab中有这一句“si::sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit”，这表示：开始加载各项系统服务之前，先做好整个系统环境，主要使用/etc/rc.d/rc.sysinit这个shell脚本来设置系统环境。这个文件的主要工作：

   1. 获取网络环境与主机类型

   2. 测试与载入内存设备/proc及USB设备/sys

   3. 决定是否启动SELinux

   4. 接口设备的检测与即插即用(PnP)参数的测试

   5. 用户自定义模块的加载

   6. 加载核心的相关设置

   7. 设置系统时间

   8. 设置终端控制台的字形

   9. 设置RAID与LVM等硬盘功能

   10.以fsck检查磁盘文件系统

   11.进行磁盘配额quota的转换

   12.重新以可读取模式载入系统磁盘

   13.启动quota功能

   14.启动系统随机数设备

   15.清除启动过程中的临时文件

   16.将启动相关信息加载到/var/log/dmesg文件中

四、启动系统服务与相关启动设置文件(/etc/rc.d/rc.n与/etc/sysconfig)

   经过上面的步骤系统应该已经顺利工作了，只是我们还要启动系统所需要的各项“服务”，这样主机才能提供相关的网络或主机功能。这个时候，根据我们在/etc/inittab里提到的运行等级设置值，就可以决定启动的服务项目了。各个不同的运行等级服务启动的各个shell脚本放置位置如下所示：

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

    举例来说，运行等级3的启动目录放在/etc/rc.d/rc3.d目录中。我们来看一下，

[root@redflag ~]# ll /etc/rc.d/rc3.d/     总用量 448     lrwxrwxrwx  1 root root 21 2008-01-09   K01tog-pegasus -> ../init.d/tog-pegasus     lrwxrwxrwx  1 root root 24 2008-01-04   K02NetworkManager -> ../init.d/NetworkManager     ……     lrwxrwxrwx  1 root root 15 2008-01-04   K15httpd -> ../init.d/httpd     lrwxrwxrwx  1 root root 20 2008-01-10   K15postgresql -> ../init.d/postgresql     lrwxrwxrwx  1 root root 15 2008-01-09   K16rarpd -> ../init.d/rarpd     lrwxrwxrwx  1 root root 20 2008-01-09   K20bootparamd -> ../init.d/bootparamd     lrwxrwxrwx  1 root root 24 2008-01-09   K20netdump-server -> ../init.d/netdump-server wxrwxrwx  1 root root 13 2008-01-04   S90xfs -> ../init.d/xfs     ……     lrwxrwxrwx  1 root root 11 2008-01-04   S99local -> ../rc.local

     这个目录下的文件全部都是以S、K为开头的文件，而且全部是连接文件，连接到/etc/rc.d/init.d里的shell脚本。（/etc/rc.d/init.d目录其实与/etc/init.d是一样的）以K为开头的文件为启动时需要“启动，start”的服务；以K开头的文件为关机时需要关闭的服务。注意这里在S与K后面接的数字，表示该文件的执行顺序。

     如果要在运行等级3的环境下执行某个服务，就要将该服务写入/etc/rc.d/rc3.d里，但需要注意该服务必须在/etc/rc.d/init.d里建好了，使用连接的方法连接到/etc/rc.d/rc3.d目录中。要将/etc/rc.d/init.d连接到/etc/rc.d/rc3.d的方法，除了手动建立外，其实都是以chkconfig程序来管理的。这里补充说明一下chkconfig的用法,

[root@redflag ~]# chkconfig --list      [root@redflag ~]# chkconfig [--add|-- del ] [service_name]     [root@redflag ~]# chkconfig --level [0123456] [service_name] [on|off]     范例一：     [root@redflag ~]#  chkconfig --level 35 atd on     范例二：自定义一个服务，运行等级3、5启动，以80S开始以70K结束     [root@redflg ~]#  vi /etc/init.d/myserver      #!/bin/bash      # chkconfig : 35 80 70      echo “Nothing”      说明一下第二行，它的语法是：      chkconfig：[runlevels] [start number] [stop number]      其中runlevels为不同的运行等级状态，start number与stop number则是在/etc/rc.d/rc[35].d内建立的设置文件，文件名为S80myserver及K70myserver      [root@redflag ~]# chkconfig -- add myserver      [root@redflag ~]# chkconfig --list myserver        myserver     0:off   1:off   2:off   3:on    4:off   5:on    6:off      [root@redflag init.d]# find /etc/rc.d/ -type l | grep 'myserver' | sort       /etc/rc.d/rc0.d/K70myserver       /etc/rc.d/rc1.d/K70myserver       /etc/rc.d/rc2.d/K70myserver       /etc/rc.d/rc3.d/S80myserver       /etc/rc.d/rc4.d/K70myserver       /etc/rc.d/rc5.d/S80myserver       /etc/rc.d/rc6.d/K70myserver      [root@redflag init.d]# chkconfig -- del myserver      [root@redflag init.d]# rm /etc/init.d/myserver       rm: remove regular file `/etc/init.d/myserver'? y

五、用户自定义引导启动程序(/etc/rc.d/rc.local)

  任何想要在启动时就执行的工作，直接写入/etc/rc.d/rc.local，那么该工作就会在启动的时候自动加载，而不必等我们登录系统去启动

六、根据/etc/inittab设置加载终端或X-window界面

   在完成了系统所有服务的启动后，接下来Linux就会启动终端或X-window来等待用户登录。在/etc/inittab内有这么一段。

# 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    # Run xdm in runlevel 5    x:5:respawn:/etc/X11/prefdm –nodaemon

  这表示在运行等级3、4、5时，都会执行/sbin/mingetty，而且执行6个(即为什么Linux会提供6个纯文本终端)。注意respawn的init表示“表示后面接的init仍会主动重启”，这说明我们登录tty1终端界面，以exit离开后，系统还是会重新显示等待用户输入画面的界面。在运行等级5时，系统还会运行x:5:respawn:/etc/X11/prefdm -nodaemon

七、其他启动相关事项

  1.关于模块：/etc/modprobe.conf

   虽然核心提供的默认模块已经足够使用，但某些条件下，我们还是要对模块进行一些参数的设计，此时，就要使用/etc/modprobe.conf。我的主机内容如下：

[root@redflag init.d]# cat /etc/modprobe.conf    alias eth0 bnx2    alias eth1 bnx2    alias scsi_hostadapter mptbase    alias scsi_hostadapter1 mptscsi    alias usb-controller ehci-hcd

   意思是说：“eth0表示使用bnx2这个核心模块，scsi_hostadapter使用mptbase这个核心模块。如果你对系统提供的驱动程序模块不满意，才会主动修改这个模块加载的相关文件。

   这里补充说明一下，有时在使用多网卡的时候会出现网卡设备号变动的情况，这个时候可以采用在ifcfg-ethn中通过只要通过网卡的MAC地址，在激活网卡的时候一同绑定来解决。也可以通过在modprobe.conf文件中的设置来解决。

   这里我们可以找到eth0和eth1的I/O与IRQ(在linux系统中可以通过 lspci -vv来查看这些信息)

如：eth0: I/O(0x300) 且IRQ=5        eth1: I/O(0x320) 且IRQ=7    [root@redflag ~]# vi /etc/modprobe.conf     alias eth0 bnx2     alias eth1 bnx2     options eth0 is=0x300 irq=5     options eth0 is=0x320 irq=7    如此一来网卡就有了区分

  2./etc/sysconfig/*

   整个启动过程中，读取的服务相关设置文件都记录在/etc/sysconfig目录下。