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解说linux启动流程

2012-06-27 11:20  tang768168  阅读(350)  评论(0)  编辑  收藏  举报

解说linux启动流程

一：概述 

    关于linux的系统启动流程我们可以从下面图片中的流程一步一步展开，其实linux系统的启动过程中，我们可以比喻为一个接力赛，计算机的不同模块负责这个接力赛中接力棒的交接（为了更好的理解，暂且这样比喻吧可能有点不是太恰当，呵呵）

 二：剖析启动过程（整个过程将围绕上面的图片流程详细展开）

    1. 当我们打开计算机电源的时候，随后会听到滴的一声，linux系统开始了一段紧张有序的接力大赛，开始鸣枪（POST-power on self test）自检开始），这个过程中主要是检测我们的计算机硬件设备比如：CPU，内存，主板，显卡，CMOS等设备是否有故障存在，如果有硬件故障的话将按两种情况理：对于严重故障(致命性故障)则停机，此时由于各种初始化操作还没完成，不能给出任何提示或信号；对于非严重故障则给出提示或声音报警信号，等待用户处理），如果没有故障，POST完整自己的接力任务，将尾部工作交接给BIOS处理
  1. BIOS接过接力棒后，首先会在一个Boot Sequence程序中搜索可以让系统启动的引导设备（比如我们有时在BIOS中设置为从硬盘启动，或者从CD-ROM启动等等）

     这时如果BIOS找不到可以引导的设备及相关程序后，便会启动失败，如果顺利      的找到了相关设备及程序，那么BIOS将继续交接给启动设备中的                  MBR（Master Boot Record）主引导记录

  3. MBR程序找到其前446个字节的Boot Loader 

  4. Boot Loader 找到gub程序

     在这个过程的主要是靠Grub的引导开始，将贯穿到系统初始化开始前

  1. grub引导又分为两个阶段 stage1：主要是Boot loader  
  2.  
  3.                      stage 1.5:过渡  
  4.  
  5.                  stage2:主要是/boot/grub （这三个阶段在内部实现接力）    

从上面/boot目录中可以发现linux的内核(VMlinuz),grub,inird程序都在该目录下）

 

  1. 在/boot/grub/下面我们看到了熟悉的stage1，stage2及grub工具的配置文件  grub.conf,呵呵， 
  2.  
  3. 那么grub.conf 是什么东东呢？呵呵，下面我们看下一该配置文件 

  1. 从grub的配置文件中我们看到了我们熟悉的开机图片 
  2. 在启动菜单中 
  3. root（hd0,0）告诉grub在什么地方引导内核及initrd程序 
  4. 然后说明kernel及initrd的位置 

从上面的grub.conf 的引导配置文件中得知，下面grub该找内核及initrd程序了，从启动菜单中得知相关位置信息后，开始步入引导kernel了，这就是kernel的初始化过程，MBR开始交接给kernel

 5. 内核的初始化,从全局启动历程start_kernel开始,
    内核完成的任务主要有：
    硬件的特测
    硬件驱动的初始化，
    挂载根文件系统（根切换）
    启动init进程。
    内核在系统启动后的功能先提前介绍一下：
    进程的调度，内存管理，文件系统的管理，硬件驱动，网络等
    内核自身初始化完成后开始下一步的接力

 6. 到此为止内核空间的相关工作已经完成，内核空间的任务开始向用户空间转移

    内核空间通过一个间接的initrd(微型linux)向用户空间的/sbin/init过度，所以gurb开始引导内核向initrd接力

   那么/boot目录的initrd都什么东东呢？

通过展开initrd-2.6.18-308.e15.img 后我们发现 这不就是个微型的linux吗？(完全具备linux必须的init，及相关目录)
 grub程序通过引导initrd，initrd找到init完成接力
 
 7. 系统启动init进程正式进入空户空间
 

  1. 通过上面init程序的查看我们可以看到，init程序完成的主要工作有 
  1. 挂载 ：将initrd中的/proc, /sys  /dev 挂载到当前的主分区中的相应目录
  2. 创建目录：/dev/mapper
  3. 通过mknod完成block or character special files的创建 
  4. 相关模块的挂载
  5. 创建root设备
  6. 挂载 /sysroot
  7. 最后完成根切换
     
init进程创建完成
 
 8. init将后续工作接力给/etc/inittab 配置文件，开始系统初始化
 
  下面/etc/inittab接力后，牵头开始完成系统的初始化操作 
  1. 设定系统默认启动级别 
  2. （0 级别关机
  3. 1 单用户模式
  4. 2 正常模式 （NFS服务部启动）
  5. 3 多用户模式
  6. 4 保留
  7. 5 图像界面
  8. 6 重启）
  9. 执行脚本/etc/rc.d/rc.sysinit完成系统初始化，及相关其他的脚本
     

     系统初始化的简单的介绍：

  • 硬件的初始化，图像界面启动的初始化（如果设置了默认启动基本）
  • 主机RAID的设置初始化，device mapper 及相关的初始化，
  • 检测根文件系统，以只读方式挂载
  • 激活udev和selinux
  • 设置内核参数 /etc/sysctl.conf
  • 设置系统时钟
  • 启用交换分区，设置主机名
  • 加载键盘映射
  • 激活RAID和LVM逻辑卷
  • 挂载额外的文件系统 /etc/fstab
  • 等等

    最后基本的模块装载及内核的完成后，备份syslog。

 9.最后启动登录界面了

 总结 ：在系统启动过程中主要的脚本和目录有哪些呢？我们可以概括一下

  1. /boot 目录
  2. /grub 目录
  3. /boot/grub/grub.conf 脚本
  4. /boot/initrd+内核版本 文件
  5. /initrd文件中的init文件
  6. /initrd文件中的/proc/ /sys/ /dev/ 目录的挂载 及根的切换
  7. /etc/inittab 脚本
  8. /etc/rc.d/rc.sysinit 脚本
  9. 这些重要的脚本和目录，当然还有其他重要的目录和文件，脚本等暂不列举啦。

 温馨提示：大虾们，如有理解不到位的地方，还望多多指正，交流！

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