简述linux操作系统启动流程

系统启动流程.png

POST加电自检

Linux系统在接通电源后,系统会启动POST程序来对内部的各个配件进行自检,若自检过程中发现错误,则有可能出现下述两种情况:若出现的错误为严重错误,则系统会停机,无法开启;若出现的错误为非严重错误,则系统会发出报警提示或声音报警,用户可根据相关提示判断错误的类型。

BIOS

加电自检完后,系统启动进入了BIOS阶段。在此阶段系统会启动Boot Sequence来查找各引导设备,当查找到第一个有引导程序的设备时,该设备即为本次启动要用到的设备。随后BIOS会读取该引导设备中的MBR来进行系统启动的下一阶段。MBR表通常为硬盘的第一个扇区,大小为512字节,其中前446个字节为bootloader,其后紧跟的64个字节为分区表,剩下两个字节55AA为结束标识。

GRUB

在BIOS读取了MBR后,系统就来到了GRUB启动引导阶段。GRUB引导阶段大致分为三个阶段:
1、1st stage:启动Boot loader来加载2nd stage的内容至内存中。
2、1.5 stage:位于MBR的分区表中,能够识别出2nd stage所在的分区上的文件系统。
3、2nd stage :读取配置文件/etc/grub/grub.conf,该文件为grub启动提供了菜单及加载的kernel位置,当kernel被成功加载到内存中的时候,系统进入到kernel启动阶段。

kernel

进入kernel阶段后,系统会先探测可识别的所有硬件设备,随后kernel会加载硬件驱动程序,在加载硬件驱动的时候,可能会先加载真正根所在设备的驱动程序文件ramdisk。但是,如果内核是自己编译的,能驱动真正根的驱动已经编译进内核,可不用ramdisk。

rootfs

当加载了ramdisk,在内存中生成一个临时的只读的rootfs系统。这个临时的rootfs系统通常是由initrd文件生成的,该文件在grub的2nd stage就被拷贝进内存,该文件包含了必要的驱动模块。

switchroot

这一阶段叫做根切换,在挂载了真正的rootfs后,initrd会从内存中被移除掉。在运行了临时的rootfs系统后,系统将开始运行第一个程序/sbin/init。
Centos 6中系统的初始化程序是/sbin/init,Centos 7 则改用了systemd作为系统的初始化程序。

/sbin/init

内核加载的第一个进程,我们叫做init初始化进程。一旦有了init进程,证明内核空间有了,用户空间也被创建出来。接着init要进行后续空间的所有管理工作,它负责一切用户空间管理的进程,

/etc/inittab,/etc/init/*.conf

加载各种配置文件

设定默认运行级别

之后的脚本接受一个运行级别的数字为参数
0:关机, shutdown
1:单用户模式(single user),root用户,无须认证;维护模式;
2、多用户模式(multi user),会启动网络功能,但不会启动NFS;维护模式;
3、多用户模式(mutli user),完全功能模式;文本界面;
4、预留级别:目前无特别使用目的,但习惯以同3级别功能使用;
5、多用户模式(multi user), 完全功能模式,图形界面;
6、重启,reboot

init初始化

到了这个阶段,系统开始进行完成启动前的初始化操作,其实际上是根据/etc/inittab的设定进行脚本执行。第一个执行的脚本为/etc/rc.d/rc.sysinit,这是系统的初始化脚本,其完成的操作有下述几点:
1)设置主机名;
2)设置欢迎信息;
3)激活udev和selinux;
4)挂载/etc/fstab文件中定义的所有文件系统;
5)检测根文件系统,并以读写方式重新挂载根文件系统;
6)设置系统时钟;
7)根据/etc/sysctl.conf文件来设置内核参数;
8)激活lvm及软raid设备;
9)激活swap设备;
10)加载额外设备的驱动程序;
11)清理操作;

关闭或启动对应级别下的服务

先关闭对应级别下以K_开头需要停止的服务,,然后启动对应级别下以S_开头需要开启的服务。

启动终端

设置登录终端并启动,必要的话启动图形终端

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