CentOS Linux系统的启动流程

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我们在使用Linux操作系统时，都知道按下电脑主机的电源键，然后等待系统的登录窗口，输入用户名和密码就可以使用了。那么在按下电源键到我们输入用户名和密码的这段时间，系统都做了那些动作？下面就来说说这段时间发生的动作。
这里以CentOS 6系列来讲Linux的启动流程。


系统启动过程分析：
1）、加载BIOS
当我们打开计算机的电源，计算机会首先加载BIOS信息，BIOS加电自检后，会根据设定的参数寻找启动介质，比如光盘，硬盘，软驱，U盘等。

2）、读取MBR（Master BootRecord）主引导记录
MBR是启动介质（硬盘）的第一个分区的第一个扇区，大小为512字节。其中前面446字节是bootloader（CentOS 安装的时候会有一个grub程序在这里系统启动信息），紧接着的64字节的分区表，最后面2字节是用来校验的。

3）、Bootloader
CentOSLinux中的Bootloader里面是grub，它的作用是用来启动内核的。既然找到了MBR，那就找到了grub，那就可以引导我们启动系统。而grub引导氛围两个阶段执行stage1和stage2。Stage1是直接在MBR中的，也就是前面的446字节；stage2存放在内核文件系统中，stage1引导完成后可以找到stage2。由于stage2存放在内核文件系统中，此时还没有格式化文件系统，此时，stage1还不能访问stage2，这就需要一个中间层stage1_5来协助stage1来访问stage2。当stage2被执行后，它就会去解析配置文件/boot/grun.conf，在该配置文件中它又找到了内核和内核映像（initrd）的位置从而启动加载内核。

4）、内核引导
内核和内核映像（initrd）找到了，内核就接管的控制权。由于内核非常小，它只能含有最基本的硬件驱动，而其他常见的驱动都是在initrd中的。因此，这时候的initrd 先释放到内存中构成一个只读临时文件系统，内核去执行执行临时文件系统里面的init进程，目的是加载各种硬件的驱动。所需要的驱动加载完后，内核再次挂载真正的根文件系统，内核吧控制权交给/sbin/init进程。

5）、系统初始化
/sbin/init进程是系统其它进程的父进程，当它接管系统的控制权后，它会先去读取/etc/inittab文件执行相应的脚本对系统初始化，比如设置键盘、字体、网络环境、主机名、时间、时区等等。
   5.1）、执行系统初始化脚本(/etc/rc.d/rc.sysinit)，对系统进行基本的配置，以读写方式挂载根文件系统及其它文件系统，到此系统算是基本运行起来了，后面需要进行运行级别的确定及相应服务的启动。rc.sysinit所做的事情(不同的Linux发行版，该文件可能有些差异)如下：
        5.1.1）、获取网络环境与主机类型。首先会读取网络环境设置文  件“/etc/sysconfig/network”，获取主机名称与默认网关等网络环境。
        5.1.2）、测试与载入内存设备/proc及USB设备/sys。除了/proc外，系统会主动监测是否               有USB设备，并主动加载USB驱动，尝试载入USB文件系统。
        5.1.3）、决定是否启动selinux。
        5.1.4）、接口设备的监测与即插即用参数的测试。
        5.1.5）、用户自动以模块的加载。用户可以在”/etc/sysconfig/modules/*.modules”加              入自定义的模块，此时会加载到系统中。
        5.1.6）、加载核心的相关设置。按”/etc/sysctl.conf”这个文件的设置值配置功能。
        5.1.7）、设置系统时间。
        5.1.8）、设置终端控制台的字形。
        5.1.9）、设置raid及lvm等硬盘功能。
        5.1.10）、以方式查看检验磁盘文件系统。

   5.1.11）、进行磁盘配额quota的转换。

   5.1.12）、重新以读取模式载入系统磁盘。

   5.1.13）、启动quota功能。

   5.1.14）、启动系统随机数设备（产生随机数功能）。

   5.1.15）、清楚启动过程中的临时文件。

   5.1.16）、将启动信息加载到"/var/log/dmesg"文件中。

   当/etc/rc.d/rc.sysinit执行完后，系统就可以顺利工作了，只是需要启动系统所需要的各种服务，这样主机可以提供相关的网络和主机功能，因此需要执行下面的脚本。

   5.2）执行/etc/rc.d/rc脚本，该文件定义了服务启动的顺序是先K后S，而具体的运行级别的服务状态是执行/etc/init.d下相应文件的符号链接。Rc.sysinit通过分析/etc/inittab文件来确定系统的启动级别，然后才去执行/etc/rc.d下的文件。
       /etc/init.d-> /etc/rc.d/init.d

       /etc/rc ->/etc/rc.d/rc

       /etc/rc*.d ->/etc/rc.d/rc*.d

       /etc/rc.sysinit-> /etc/rc.d/rc.sysinit

       /etc/rc.local-> /etc/rc.d/rc.local


   也就是说，/etc目录下的init.d、rc、rc*.d、rc.local和rc.sysinit均是指向/etc/rc.d目录下相应文件和文件夹的符号链接。我们以启动级别3为例来简要说明一下。

/etc/rc.d/rc3.d目录，该目录下的内容全部都是以 S 或 K 开头的链接文件，都链接到"/etc/rc.d/init.d"目录下的各种shell脚本。S表示的是启动时需要start的服务内容，K表示关机时需要关闭的服务内容。/etc/rc.d/rc*.d中的系统服务会在系统后台启动，如果要对某个运行级别中的服务进行更具体的定制，通过chkconfig命令来操作，或者通过setup、ntsys、system-config-services来进行定制。如果我们需要自己增加启动的内容，可以在init.d目录中增加相关的shell脚本，然后在rc*.d目录中建立链接文件指向该shell脚本。这些shell脚本的启动或结束顺序是由S或K字母后面的数字决定，数字越小的脚本越先执行。例如，/etc/rc.d/rc3.d /S01sysstat就比/etc/rc.d/rc3.d/S99local先执行。

    5.3）、执行用户自定义引导程序/etc/rc.d/rc.local。其实当执行/etc/rc.d/rc3.d/$99local时，它既是执行/etc/rc.d/rc.local。$99local是指向rc.local的符号链接。就是一般来说，自定义的程序不需要执行上面所说的繁琐的建立shell增加链接文件的步骤，只需要将命令放在rc.local里面就可以了，这个shell脚本就是保留给用户自定义启动内容的。

    5.4）、完成了系统所有的启动任务后，linux会启动终端或X-Window来等待用户登录。tty1,tty2,tty3...这表示在运行等级1，2，3，4的时候，都会执行"/sbin/mingetty"，而且执行了6个，所以linux会有6个纯文本终端，mingetty就是启动终端的命令。

除了这6个之外还会执行"/etc/X11/prefdm-nodaemon"这个主要启动X-Window。至此，系统就启动完毕了。