解析Linux系統(tǒng)啟動的引導(dǎo)流程

? LINUX是自由開源軟件,在LINUX里一切都是文件,不管是命令,操作等等都是以文件形式保存,這篇博客來記錄LINUX啟動時(shí)的引導(dǎo)流程是通過哪寫文件來完成的.
???? 使用的LINUX版本是CentOS5,CentOS和Ubuntu都是自己聯(lián)系使用時(shí)的較理想版本.
???? 下面以CentOS5.5版本為例,介紹LINUX的引導(dǎo)流程,具體流程如下:

下面詳細(xì)介紹每一步:
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??? 1）第一步firmware固件自檢，主要是進(jìn)行CMOS/BIOS對硬件進(jìn)行POST加電自檢，在物理層次上對硬件進(jìn)行檢測是否正常。例如檢查硬盤是否插好等。
??? 2）第二步讀取硬盤中MBR的BootLoader，自啟動程序，Linux下常用的自啟動程序是GRUB。這一步主要的功能是載入內(nèi)核。內(nèi)核存放在/boot目錄下
?? 3）第三步就是載入的內(nèi)核Kernel的過程，
??????? 主要功能是：1、驅(qū)動硬件，Kernel中含有大量驅(qū)動程序。2、啟動init進(jìn)程。
??? 4）init進(jìn)程，主要是讀取/etc/inittab文件，執(zhí)行缺省運(yùn)行級別，從而繼續(xù)引導(dǎo)。需要注意的是init京城的PID恒為1，是所有進(jìn)程的父進(jìn)程,而init進(jìn)程的負(fù)景程是0,為內(nèi)核調(diào)度器Kernel scheduler。
??? 5）/etc/inittab 定義了初始化的操作。

命令主要格式是：id: runlevels : action : process
??? 其中，如上圖紅框中所示
??? 1、run-levels運(yùn)行級別有7個，0—6分別如下：
?? 0 —— halt 關(guān)機(jī)
?? 1 —— Single user mode 單用戶模式
?? 2 —— Multiuser，withoutNFS 多用戶模式但不帶網(wǎng)絡(luò)（text模式）
?? 3 —— Full multiuser mode 完整功能的多用戶模式（text模式）
?? 4 —— unused 預(yù)留
?? 5 —— X11 圖形化多用戶模式
?? 6 —— reboot 重啟
可以根據(jù)這7個運(yùn)行級別來進(jìn)行切換
命令為：查看當(dāng)前運(yùn)行級別 #runlevel、 切換運(yùn)行級別 #init[0 |1 |2 |3 |4 |5 |6]
???? 2、而acion中也有幾個比較重要的取值：
?? 1 initdefault：指定系統(tǒng)缺省啟動的運(yùn)行級別,如上圖中標(biāo)出,通常用于修復(fù)，比如我們要進(jìn)入單用戶模式，則可以將其設(shè)置為1,不可將默認(rèn)設(shè)置為0或6,否則無法啟動.
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?? 2sysinit：系統(tǒng)啟動執(zhí)行process中指定的命令

由inittab文件內(nèi)容可以看出，沒有設(shè)置運(yùn)行級別,即為無論是哪個運(yùn)行級別，都會執(zhí)行/etc/rc.d/rc.sysinit

?? 6）initdefault,如第五步所說到的，主要是讀取/etc/inittab中的信息，判斷缺省的運(yùn)行級別是什么。
??? 7）/etc/rc.d/rc.sysinit
??? 在inittab文件中運(yùn)行到第21行,變是啟動這個腳本。完成系統(tǒng)服務(wù)程序的啟動，如系統(tǒng)環(huán)境變量的設(shè)置、設(shè)置系統(tǒng)時(shí)鐘、加載字體、檢查加載文件系統(tǒng)、生成系統(tǒng)啟動信息日志文件等。由于是基礎(chǔ)服務(wù)，因?yàn)槠鋜un-level設(shè)置為空：：即任何級別，action設(shè)置為sysinit。即該腳本在任何運(yùn)行級別下都要啟動，以完成基礎(chǔ)服務(wù)的啟動
?? 8）基礎(chǔ)服務(wù)啟動后，會執(zhí)行/etc/rc.d/rc這個腳本
??? 加載完基礎(chǔ)服務(wù)后，就要根據(jù)不同的運(yùn)行級別去啟動相對應(yīng)的下的目錄，它的工作原理是先去判斷系統(tǒng)的默認(rèn)運(yùn)行級別即第6步中的東西，然后再執(zhí)行相應(yīng)的rcN.d目錄下的服務(wù)啟動腳本如圖

?9）執(zhí)行/etc/rc.d/rcN.d目錄下的服務(wù)啟動腳本

??? 看下該目錄下的內(nèi)容：

?其中S表示要啟動的腳本,K表示要關(guān)閉的腳本
??? 數(shù)字表示啟動順序，數(shù)值小的優(yōu)先.主要是對一些服務(wù)的管理
??? 在這一步里,需要說明一下/etc/rc.d/init.d這個目錄,這個目錄里放的腳本是真正的腳本,而rcN.d里放置的都是init.d目錄里的軟連接,也就是說所有rcN.d里的文件最終都需要來init.d里找真正的腳本
?看一下具體細(xì)節(jié):

執(zhí)行到這一步,界面就會提示輸入用戶名和密碼了,也就是說系統(tǒng)已經(jīng)起來了,輸入用戶名和密碼的過程后面再說,這次的引導(dǎo)流程就結(jié)束了
???
??? 最后需要說明的是,LINUX的引導(dǎo)流程的思想大致相同,但細(xì)節(jié)因?yàn)榘姹镜膯栴},在配置文件的名字或者是位置都不盡相同,此次我用的是CentOS版本,而Ubuntu版本是沒有inittab文件和grup.conf文件的,所以如果有興趣,大家可以按照這種思路去探索探索.

PS：關(guān)于GRUB
GNU GRUB（簡稱“GRUB”）是一個來自GNU項(xiàng)目的啟動引導(dǎo)程序。GRUB是多啟動規(guī)范的實(shí)現(xiàn)，它允許用戶可以在計(jì)算機(jī)內(nèi)同時(shí)擁有多個操作系統(tǒng)，并在計(jì)算機(jī)啟動時(shí)選擇希望運(yùn)行的操作系統(tǒng)。GRUB可用于選擇操作系統(tǒng)分區(qū)上的不同內(nèi)核，也可用于向這些內(nèi)核傳遞啟動參數(shù)。

GNU GRUB的前身為Grand Unified Bootloader。它主要用于類Unix系統(tǒng)；同大多Linux發(fā)行版一樣，GNU系統(tǒng)也采用GNU GRUB作為它的啟動器。Solaris從10 1/06版開始在x86系統(tǒng)上也采用GNU GRUB作為啟動器。

GRUB可動態(tài)配置；它在啟動時(shí)加載配置信息，并允許在啟動時(shí)修改，如選擇不同的內(nèi)核和initrd。為此目的，GRUB提供了一個簡單的類似Bash的命令行界面，它允許用戶編寫新的啟動順序。

GRUB非常輕便。它支持多種可執(zhí)行格式；它除了可適用于支持多啟動的操作系統(tǒng)外，還通過鏈?zhǔn)絾庸δ苤С种T如Windows和OS/2之類的不支持多啟動的操作系統(tǒng)。GRUB支持所有的Unix文件系統(tǒng)，也支持Windows適用的FAT和NTFS文件系統(tǒng)，還支持LBA模式。GRUB允許用戶查看它支持的文件系統(tǒng)里文件的內(nèi)容。

GRUB具有多種用戶界面。多數(shù)Linux發(fā)行版利用GRUB對圖形界面的支持，提供了定制的帶有背景圖案的啟動菜單，有時(shí)也支持鼠標(biāo)。通過對GRUB的文字界面的設(shè)定，可以通過串口實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程終端啟動。

GRUB可以從網(wǎng)絡(luò)上下載操作系統(tǒng)鏡像，因此可以支持無盤系統(tǒng)。GRUB支持在啟動操作系統(tǒng)前解壓它的鏡像。

與其它啟動器不同，GRUB可以通過GRUB提示符直接與用戶進(jìn)行交互。載入操作系統(tǒng)前，在GRUB文本模式屏幕下鍵入c鍵可以進(jìn)入GRUB命令行。在沒有作業(yè)系統(tǒng)或者有作業(yè)系統(tǒng)而沒有"menu.lst"文件的系統(tǒng)上，同樣可以進(jìn)入GRUB提示符。通過類似bash的命令，GRUB提示符允許用戶手工啟動任何操作系統(tǒng)。把合適的命令記錄在"menu.lst"文件里，可以自動啟動一個操作系統(tǒng)。

GRUB擁有豐富的終端命令，在命令行下使用這些命令，用戶可以查看硬盤分區(qū)的細(xì)節(jié)，修改分區(qū)設(shè)置，臨時(shí)重新映射磁盤順序，從任何用戶定義的配置文件啟動，以及查看GRUB所支持的文件系統(tǒng)上的其它啟動器的配置。因此，即便不知道一臺電腦上安裝了什么，也可以從外部設(shè)備啟動一個操作系統(tǒng)。

GRUB采用滾動屏幕選擇想要啟動的操作系統(tǒng)。通過向"menu.lst"文件中添加相關(guān)信息，GRUB可以控制150或者更多的啟動選項(xiàng)，在啟動時(shí)用方向鍵進(jìn)行選擇。

通過鏈?zhǔn)絾?，一個啟動器可以啟動另一個啟動器。GRUB通過2到3行的命令就可以從DOS、Windows、Linux、BSD和Solaris系統(tǒng)啟動。

盡管GRUB為類Unix系統(tǒng)進(jìn)行了編譯和打包，但也有供DOS和Windows使用的GRUB。GRUB也可以不附帶任何操作系統(tǒng)而作為孤立系統(tǒng)安裝。從CD上啟動時(shí)運(yùn)用GRUB需要1個文件，而從軟盤、硬盤和USB設(shè)備上啟動時(shí)需要2個文件。這些文件可以在任何支持GRUB的Linux CD上找到，用戶可以很容易的找到它們。