linux系统启动流程

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linux CentOS 6的启动流程
   
    linux系统的结构可以分为三个部分：

        1.kernel+rootfs(内核与根文件系统)

        kernel主要负责进程管理，内存管理，网络管理，驱动程序，文件系统，安全功能等
        rootfs:面向用户的根文件系统

        
        2.库：函数集合，编译好的二进制文件，用于在链接阶段同目标代码一起生成可执行文件，不能直接使用，只能用来调用
          procedure: 过程调用
          函数调用：必须要有返回值即结果

        3.程序：依赖于配置文件的可执行应用


接下来我们开始介绍系统的启动流程：

    首先我们大概了解一下启动流程：
        POST --> Boot Sequence(BIOS) --> Boot Loader (MBR) --> Kernel(ramdisk) --> rootfs --> switchroot --> /sbin/init -->(/etc/inittab, /etc/init/*.conf) --> 设定默认运行级别 --> 系统初始化脚本 --> 关闭或启动对应级别下的服务 --> 启动终端


    第一步：POST(Power-on self test)：加电自检，其中包括BIOS（Basic Input and Output System）
            具体自检项目主要为系统的硬件：CPU的相关信息、设备启动顺序信息、硬盘信息、内存信息、时钟信息、PnP特性等等
            
    第二步：BOOT Sequence(boot 引导次序)：
                按次序查找各引导设备，第一个由引导程序的设备即为本次启动用到的设备，找到设备后，会加载主引导记录MBR，大小为512个字节，主要储存预启动信息，分区表信息
        注：MBR概括:
            bootloader： 主引导记录，占用446位
            Partition table:文件系统分区表,占用64位
            Magic number:磁盘的有效标志55AA,16进制检测是否存在,占用2位  

    所以对于磁盘来讲MBR所占用的字节为446+64+2=512位，位于第一块磁盘的前512个字节中，系统BIOS检测到磁盘里MBR以后即找到引导grub，grub就于MBR中

    第三步：boot loader引导装载程序，
            bootloader为操作系统内核运行的一小段程序，通过初始化硬件设备，建立内存空间的映射图，从而将软硬件环境初始化完成，boot loader有若干种，其中grub，Lilo和spfdisk是常见的boot loader
            这里我们选择grub，环境初始化成功后，系统读取内存中的grub配置信息即/boot/grub/grub.conf

    第四步：内核初始化（kernel）：
            根据grub设定的内核映像所在路径，系统读取内存映像并进行解压缩操作此时，屏幕一般会输出“Uncompressing Linux”的提示。当解压缩内核完成后，屏幕输出“OK, booting the kernel”。系统将解压后的内核放置于内存中，并调用start_kernel1()函数来启动一系列初始化函数并初始化各种设备，完成linux核心环境的建立，至此，linux内核建立完成，基于linux程序可以运行

    第五步：通过基于用户层的init来设置运行级别：
                内核加载后，第一个运行的程序为/sbin/init文件，该文件会读取/etc/inittab文件以完成初始化工作，其中包括设定运行系统的级别：

             运行级别：为了系统的运行或维护等应用目的而设定

                由0-6，7个级别，分别如下
                    0:关机
                    1：单用户模式，(root,无须登陆）singel,维护模式
                    2：多用户模式，会启动网络功能，但不会启动NFS，维护模式
                    3: 多用户模式，正常模式：默认为文本界面
                    4：预留界别；可同3级别
                    5：多用户模式，正常模式，图形界面；
                    6：重启
            格式为：id:3:initdefault: 意思为当前系统运行级别为3级别

                默认级别为3和5

                切换级别：init #（#为以上数字级别）
               

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[iyunv@www ~]# init 3#                 [iyunv@www ~]# runlevel ; who -r                 4 3   #上次使用级别为4 ，当前级别为3                  run-level 3  2015-09-02 01:30   last=4

                查看当前运行级别：runlevel ; who -r
               

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[iyunv@www ~]# runlevel ; who -r                 N 3                      run-level 3  2015-09-01 16:59

     第六步： init进程执行/etc/rc.d/rc.sysinit文件
             设定完运行级别后，linux系统将执行第一个用户层文件就是rc.sysinit脚本文件，其中包括网络配置，启动swap，PATH等一些主要程序

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[iyunv@www rc.d]# vim rc.sysinit # Taken in part from Miquel van Smoorenburg's bcheckrc. # HOSTNAME=$(/bin/hostname)  #主机名 set -m if [ -f /etc/sysconfig/network ]; then     . /etc/sysconfig/network    #加载网卡信息 fi if [ -z "$HOSTNAME" -o "$HOSTNAME" = "(none)" ]; then     HOSTNAME=localhost fi if [ ! -e /proc/mounts ]; then   #挂载伪文件系统         mount -n -t proc /proc /proc         mount -n -t sysfs /sys /sys >/dev/null 2>&1 fi if [ ! -d /proc/bus/usb ]; then #检测是否有sub文件系统，否则创建挂载         modprobe usbcore >/dev/null 2>&1 && mount -n -t usbfs /proc/bus/usb /proc/bus/usb else         mount -n -t usbfs /proc/bus/usb /proc/bus/usb fi #remount /dev/shm to set attributes from fstab #669700 mount -n -o remount /dev/shm >/dev/null 2>&1 #remount /proc to set attributes from fstab #984003 后边省略。。。

从上边我们可以看到rc.sysinit脚本加载的程序有很多

第七步： 启动内核模块

    具体依据/etc/modules.conf文件或/etc/modules.d目录下文件来装载内核模块

第八步：
    执行不同运行级别的脚本程序
  根据运行级别的不同，系统会运行rc0.d到rc6.d中相对应的文件来装载内核模块
[iyunv@www boot]# cd /etc/rc.d/
[iyunv@www rc.d]# ls
init.d  rc  rc0.d  rc1.d  rc2.d  rc3.d  rc4.d  rc5.d  rc6.d  rc.local  rc.sysinit
        
        rc 0 --> 意味着将读取/etc/rc.d/rc0.d/的文件：

                K*: K##*: #运行次序：数字越小，越先运行
                S*：S##*：##运行次序，数字越小，越先运行

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[iyunv@www rc.d]# ls init.d  rc  rc0.d  rc1.d  rc2.d  rc3.d  rc4.d  rc5.d  rc6.d  rc.local  rc.sysinit [iyunv@www rc.d]# cd rc0.d/ [iyunv@www rc0.d]# ls K01smartd          K50netconsole        K80kdump           K89rdisc K05atd             K60crond             K83bluetooth       K90network K05wdaemon         K60nfs               K83nfslock         K92ip6tables K10cups            K69rpcsvcgssd        K83rpcgssd         K92iptables K10psacct          K72autofs            K84NetworkManager  K95firstboot K10saslauthd       K73winbind           K84wpa_supplicant  K99cpuspeed K15htcacheclean    K74acpid             K85mdmonitor       K99lvm2-monitor K15httpd           K74haldaemon         K85messagebus      K99rngd K16abrt-ccpp       K74ntpd              K87irqbalance      K99sysstat K16abrtd           K75blk-availability  K87restorecond     S00killall K25sshd            K75netfs             K87rpcbind         S01halt K30postfix         K75ntpdate           K88auditd K30spice-vdagentd  K75quota_nld         K88rsyslog K50dnsmasq         K75udev-post         K89portreserve

第九步： 执行/etc/rc.d/rc.local文件

    这个文件主要为系统初始化进入工作后，用户可以自定义个性化的一步

第十步：执行/bin/login程序，进入登陆状态

    此时，系统就到达了登陆用户界面，输入uername和password即可登陆系统


启动流程到此结束，，启动流程中间会有好多复杂的函数库调用，这里以后慢慢补充吧！累了。。。。