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linux系統GRUB啟動流程

本文轉載自   查看原文   2017-11-22 09:39   1098 

linux系統GRUB啟動流程

 

內核的設計風格：

內核的設計風格：

  • 單內核：把所有的功能都做到內核，例子：Linux (LWP) 
    linux雖然是單內核的，但它逐漸往微內核里面靠，采用了模塊化的設計，核心ko和共享模塊so，核心能夠動態加載各種的外圍的內核模塊，例如內核探測到一個磁盤，這個磁盤當前沒有驅動，內核探測到磁盤的特性，加載相對應得模塊，加載進來。而啟動加載進來的是只是核心本身。內核模塊放在/lib/modules/”內核版本號命名的目錄”/，內核命名：vmlinuz-版本
  • 微內核：內核很小，只有核心功能，其他功能做成子系統，當需要用到那個子系統由內核調度進來，例子：Windows, Solaris (線程)
 

虛擬文件系統：

根所在的分區叫做根文件系統rootfs，如果內核沒有磁盤的驅動，那么就訪問不了根文件系統了，所有的訪問都是要通過根目錄才可以訪問，這樣就訪問不了/lib/modules,訪問不了這個目錄，就拿不到驅動，那么就有一個先后問題，要想訪問磁盤，要先有驅動，而要想有驅動，就必須要能訪問磁盤？

解決的辦法：找一個中間人，一個文件，這個文件是動態生成的，在安裝程序在安裝完成以后，它會知道內核要訪問的根在內核中有沒有這個模塊，也會知道這個磁盤到底需要哪一個驅動，然后動態生成這個中間人的文件，這么文件是一個獨立文件系統，是一個根文件系統，這個是一個虛根，跟真正的根沒有關系，只是臨時過渡的根文件系統，可以裝載到內存中，在內存中展開，將內存當磁盤來用，這個叫做ramdisk或者ramfs當內核能夠訪問真正的根了，掛載真正根文件系統了，讓根文件系統建立起來，這個虛根就不要了，這個過程就是根切換，這個虛根的文件名initrd(ramdisk )，initramfs(ramfs)。所有這個並不一定需要的，只有當內核無法掛載根文件系統的時候才用得上

 

啟動流程：

POST-->BIOS(BootSequence)-->MBR(bootloader,446)-->Kernel-->initrd(initramfs)-->(ROOTFS)/sbin/init(/etc/inittab)
  • 加載BIOS的硬件信息與進行自我測試，並依據設置取得第一個可啟動的設備
  • 讀取並執行第一個啟動設備內的MBR的bootLoader，例如grup
  • 依據bootLoader的設置加載Kernel，kernel檢測硬件與加載驅動程序
  • 在硬件驅動成功后，Kernel會主動調用init進程，而init進程會取得run-level信息
  • init執行/etc/rc.d/rc.sysinit文件來准備軟件執行的操作環境
  • init執行run-level的各個服務的啟動
  • init執行/etc/rc.d/rc.local文件
  • init執行終端機模擬程序mingetty來啟動login進程，等待用戶登錄

內核從某個磁盤分區上識別的，在內核還沒有啟動之前是沒有文件系統的，所以由MBR中的BootLoader來識別內核所在的分區

 

bootloader

  • LILO: LInux LOader

  • GRUB: GRand Unified Bootloader，這個有三個階段：

    • Stage1:裝在MBR，主要是為引導第二階段，不是引導操作系統的
    • Stage1_5: 識別常見不同類型的文件系統，這樣才能在第二階段找到/boot/grub/

    • Stage2: 真正啟動操作系統，位於/boot/grub/

      • grup的配置文件grup.conf 

        default=0 # 設定默認啟動的title的編號，從0開始 
        timeout=5 # 等待用戶選擇的超時時長，單位是秒 
        splashimage=(hd0,0)/grub/splash.xpm.gz # grub的背景圖片 
        hiddenmenu # 隱藏菜單 
        password 明文密碼 #這里使用密碼的話，在剛開機的時候如果需要進入編輯，需要輸入密碼 
        password --md5 密文密碼 # 用grup-md5-crypt生成密文的密碼 
        title Red Hat Enterprise Linux Server(2.6.18-308.el5)#內核標題，或操作系統名稱，字符串，可自由修改 
        　　root (hd0,0) #內核文件所在的設備；對grub而言，所有類型硬盤一律hd，格式為(hd#,N)；hd#, #表示第幾個磁盤；最后的N表示對應磁盤的分區； 
        　　kernel /vmlinuz-2.6.18-308.el5 ro root=/dev/vol0/root rhgb quiet # 內核文件路徑，及傳遞給內核的參數 
        　　initrd /initrd-2.6.18-308.el5.img # ramdisk文件路徑 
        　　password --md5 密文密碼 #如果這里有密碼，那么啟動內核的時候需要輸入密碼才可以 
        title Install Red Hat Enterprise Linux 5 
        　　root (hd0,0) 
        　　kernel /vmlinuz-5 ks=xxxx ksdevice=eth0 noipv6 
        　　initrd /initrd-5 
        　　password --md5 密文密碼

       

 

Kernel的初始化過程

  • 設備探測
  • 驅動初始化（可能會從initrd（initramfs）文件中裝載驅動模塊）
  • 以只讀掛載根文件系統；
  • 裝載第一個進程init（PID：1）
 

/sbin/init：

 

配置文件/etc/inittab:

/etc/inittab的任務：

  • 1、設定默認運行級別；
  • 2、運行系統初始化腳本；
  • 3、運行指定運行級別對應的目錄下的腳本；
  • 4、設定Ctrl+Alt+Del組合鍵的操作；
  • 5、定義UPS電源在電源故障/恢復時執行的操作；
  • 6、啟動虛擬終端(2345級別)；
  • 7、啟動圖形終端(5級別)；

運行級別：

0：halt 
1: single user mode, 直接以管理員身份切入， 
2：multi user mode, no NFS 
3: multi user mode, text mode 
4：reserved 
5: multi user mode, graphic mode 
6: reboot 
查看運行級別的相關命令：

  • runlevel
  • who -r

init的處理流程

  • 先取得runlevel
  • 使用/etc/rc.d/rc.sysinit進行系統初始化 
    • etc/rc.d/rc.sysinit完成的任務： 
      • 1、激活udev和selinux；
      • 2、根據/etc/sysctl.conf文件，來設定內核參數；
      • 3、設定時鍾時鍾；
      • 4、裝載鍵盤映射；
      • 5、啟用交換分區；
      • 6、設置主機名；
      • 7、根文件系統檢測，並以讀寫方式重新掛載；
      • 8、激活RAID和LVM設備；
      • 9、啟用磁盤配額；
      • 10、根據/etc/fstab，檢查並掛載其它文件系統；
      • 11、清理過期的鎖和PID文件；
  • 根據runlevel進行相對應的動作，程序
  • 設置好【ctrl】+【alt】+【del】這組的組合鍵功能
  • 設置不斷電系統的pf，pr兩種機制
  • 啟動mingetty的6個終端機
  • 最終以/etc/x11/perfdm -nodaemon啟動圖形界面 
    內容： 
    id:3:initdefault:設置默認運行級別

id:runlevels:action:process 

* id: 標識符 
* unlevels: 在哪個級別運行此行； 
* action: 在什么情況下執行此行； 
　　+ initdefault: 設定默認運行級別 
　　+ sysinit: 系統初始化 
　　+ wait: 等待級別切換至此級別時執行 
　　+ respawn: 一旦程序終止，會重新啟動 
* process: 要運行程序;

 

啟動系統服務以及相關的啟動配置文件

服務類腳本： 可以使用start|stop|restart|status|reload|configtest這些參數的腳本，主要在/etc/rc.d/init.d，文件名去那邊以Sxx或Kxx開頭

每個文件都有#chkconfig和#description這兩項 
格式： 
/# chkconfig: runlevels SS KK 當chkconfig命令來為此腳本在rc#.d目錄創建鏈接時，runlevels表示默認創建為S*開頭的鏈接，-表示沒有級別默認為S*開頭的鏈接；除此之外的級別默認創建為K*開頭的鏈接； 
S后面的啟動優先級為SS所表示的數字；K后面關閉優先次序為KK所表示的數字； 
/# description: 用於說明此腳本的簡單功能； , 續行

chkconfig命令： 
chkconfig --list： 查看所有獨立守護服務的啟動設定；獨立守護進程！ 
chkconfig --list SERVICE_NAME：查看某一個服務 
chkconfig --add SERVICE_NAME：為某一個服務創建S開頭，K開頭的鏈接 
chkconfig --del SERVICE_NAME：刪除某一個服務S開頭，K開頭的鏈接 
chkconfig [--level RUNLEVELS] SERVICE_NAME {on|off}：關閉或開啟某一個級別 
如果省略級別指定，默認為2345級別；

守護進程的類型： 
獨立守護進程：獨立的，不關聯運行級別 
瞬時守護進程：不需要關聯至運行級別，所有的瞬時守護進程都由xinetd獨立守護進程管理，xinetd也叫超級守護進程

 

/etc/rc.d/rc.local

> 系統最后啟動的一個服務，准確說，應該執行的一個腳本

，

 

 


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