centOS6啟動流程

• centOS6啟動流程
  • linux內核組成
  • centos6啟動大致流程
  • 1.post加電自檢
  • 2.Boot Sequence
  • 3.MBR引導
  • 4.Grub啟動
    • 制作initramfs文件
    • grub.conf的參數
    • grub的功能
      • 提供啟動菜單、並提供交互式接口
      • 加載用戶選擇的內核或操作系統
      • 為菜單提供了保護機制
    • 安裝grub
      • grub-install命令
      • grub交互式
  • 5.啟動 init 進程
  • 6.登錄

我們平時使用linux系統，點擊電源鍵，電腦開機到我們輸入賬號密碼直接使用操作系統，其中經過了一列的步驟，那我們在輸入賬號密碼之前，我們的計算機都進行了什麽樣的操作呢，接下來我們來了解一下linux的啟動操作流程。

linux內核組成

Linux內核特點：
支持模塊化：.ko（內核對象）
如：文件系統，硬件驅動，網絡協議等
支持內核模塊的動態裝載和卸載

組成部分：
核心文件：/boot/vmlinuz-VERSION-release
ramdisk：輔助的偽根系統
CentOS 5: /boot/initrd-VERSION-release.img
CentOS 6,7: /boot/initramfs-VERSION-release.img
模塊文件：/lib/modules/VERSION-release

centos6啟動大致流程

1.post加電自檢

POST（Power-On-Self-Test）加電自檢，是BIOS功能的一個主要部分。負責完成對CPU、主板、內存、硬盤子系統、顯示子系統、串並行接口、鍵盤、CD-ROM光驅等硬件情況的檢測。
BIOS（Basic Input and Output System）保存著有關計算機系統最重要的基本輸入輸出程序，系統信息設置、開機加電自檢程序和系統啟動自舉程序

2.Boot Sequence

在計算機真正啟動之前，我們的計算機會先確定開機啟動項是什麽，這個一般在BIOS的boot裏面設定的，不同的版本的BIOS設定方式不一樣，但是效果都是一樣的。一般我們的電腦就是硬盤啟動。當計算機這一步執行後，就會找到硬盤中的讀取硬盤，先找到的就是0扇區，即前446字節。

3.MBR引導

MBR(Master Boot Record)MBR記錄一般是在磁盤0磁道0扇區，共512個字節。前446個字節是BootLoder，後 4*16 的 64 個字節是存放分區信息的，最後 2 個字節是校驗信息，一般是 55AA。在加電自檢後，就會開始這一部分的內容，從這裏開始才是真正的開機引導。
計算機不知道我們的系統在哪裏，所以需要程序進行引導，這個引導的程序就叫bootloader，不同操作系統的bootloader是不同的，windows使用的bootloader程序是ntloader，只能對windows進行引導不能對其他系統進行引導，而Linux的bootloader叫GRUB，可以對其他操作系統進行引導（包括windows），而MBR前446就屬於grub一部分。

4.Grub啟動

前面說到，MBR的446字節的東西就是grub的一部分忙也就是說，我們的計算機啟動磁盤後會找到grub，我們看看grub文件夾中的內容。

grub程序主要是由device.map，menu.lst，stage1,stage2,以及一系列的stage1_5組成。
device.map：存放的是內核文件的根分區
menu.lis：是grub.conf的鏈接文件，但是這個名字我覺得更與它的功能接近，就是菜單列表。裏賣弄設置了可以選擇的內核菜單。存放於stage2中。
stage：用於grub引導程序過大，所以分2段引導，第一段存放在MBR中，第二段存放於內核文件系統中，第一段引導完成後可以找到第二段。 但是，第二段是存放於內核文件系統中的，此時還沒有格式化文件系統，如何可以訪問到第二段的 menu.lst 呢？就需要借助於中間層 stage1_5，有它來協助 stage1 段來訪問 stage2 段。stage1_5通常位於 stage1 字段後的 63 個扇區。 由於stage2 在內存中存放可以使用的文件系統不確定，所以這就是有多個 stage1_5 的原因了,因為stage1_5會找到偽根系統，偽根系統就像是一個小型的linux，裏面有相對用的文件系統，我們可以借助偽根系統來找到我們的真正系統采用的什麽文件系統。

initramfs 是以 gzip 壓縮的cpio格式的文件。內核啟動時將他作為一個臨時的根文件系統。 grub 的 stage2 將initrd加載到內存裏，讓後將其中的內容釋放到內容中，內核便去執行init腳本，這時內核將控制權交給了init文件處理。 init它也主要是加載各種存儲介質相關的設備驅動程序。當所需的驅動程序加載完後，會創建一個根設備，然後將根文件系統rootfs以只讀的方式掛載。這一步結束後，釋放未使用的內存，轉換到真正的根文件系統上面去，同時運行/sbin/init程序，執行系統的1號進程。此後系統的控制權就全權交給/sbin/init進程了。

制作initramfs文件

有時候我們如果誤刪除或者其他原因導致initramfs這個文件丟失，我們可以通過命令將其找回，示範如下：

• (1) mkinitrd命令
  為當前正在使用的內核重新制作ramdisk文件
  mkinitrd/boot/initramfs-$(uname-r).img $(uname-r)
• (2) dracut命令
  為當前正在使用的內核重新制作ramdisk文件
  dracut/boot/initramfs-$(uname-r).img $(uname-r)
  推薦使用nkinitrd，具有更好的兼容性

grub.conf的參數

• default默認啟動的內核title, 0 表示是第一個
• timeout默認等待時間
• splashimage=(hd0,0)/grub/splash.xpm.gz指定菜單的背景圖片的路徑。為xpm格式，采用gzip壓縮，只能為14bits色
• hiddenmenu隱藏菜單
• title標題名，用戶可自定義

• root(hd0,0)指定 grub 的根位置

  (hd#,#)
      hd#: 磁盤編號，用數字表示；從0開始編號
      #: 分區編號，用數字表示; 從0開始編號
  (hd0,0) 第一塊硬盤，第一個分區

• kernel指定 kernel 文件的位置，還要指出 root（系統啟動後） 的位置，掛載方式 ro，這項很關鍵。加載後會啟動 init 進程。

• initrd 在內核啟動過程中裝載根文件系統時有用

• password [--md5|--encrypted ] STRING: 啟動選定的內核或操作系統時進行認證

• 生成grub口令
  grub-md5-crypt
  grub-crypt　　　　

[[email protected] ~]#grub-md5-crypt

Password:

Retype password:

$1$s7uSV/$ktCJ6EIbW6ykjEGbN54cH1

cat /proc/cmdline 內核參數
內核參數文檔:/usr/share/doc/kernel-doc-2.6.32/Documentation/kernel-parameters.txt

grub的功能

提供啟動菜單、並提供交互式接口

• a：內核參數
• e: 編輯模式，用於編輯菜單
• c: 命令模式，交互式接口

e: 編輯模式，用於編輯菜單

• b:重新啟動
• e:編輯參數
• 使用命令行交互式
• o:在後面插入新行
• O：在之前插入新行
• d:返回上級菜單

c: 命令模式，交互式接口

在此模式下，我們可以交互式的修改內核參數
grub的命令行接口

help: 獲取幫助列表
help KEYWORD: 詳細幫助信息
find (hd#,#)/PATH/TO/SOMEFILE：
root (hd#,#)

我們可以手動在grub命令行接口啟動系統

grub> root (hd#,#)

grub> kernel /vmlinuz-VERSION-RELEASE roroot=/dev/DEVICE

grub> initrd/initramfs-VERSION-RELEASE.img

grub> boot

加載用戶選擇的內核或操作系統

• 允許傳遞參數給內核
• 可隱藏啟動菜單
  其中的一個應用就是我們可以以此進入單用戶模式，修改root密碼。

為菜單提供了保護機制

[[email protected] ~]#grub-md5-crypt

Password:

Retype password:

$1$s7uSV/$ktCJ6EIbW6ykjEGbN54cH1

我們將產生的密碼加到grub.conf中去：

然後重新啟動一下模式，我們看一下效果：

加入 grub.conf 文件的位置不同，加密效果也不一樣。

• 加入到 title 之前的話，會加密整個菜單。
• 加入到 title 指內的話，會加密對應的操作系統的入口。

進入救援模式（光盤啟動），然後直接刪除root密碼（/etc/passwd下的），空口令直接登錄

安裝grub

grub-install命令

安裝grub stage1和stage1_5到/dev/DISK磁盤上，並復制GRUB相關文件到DIR/boot目錄下
grub-install --root-directory=DIR /dev/DISK
我們來一個簡單的實驗：

第一步刪除/boot

第二步安裝內核
rpm -ivh /mnt/cdrom/Packages/kernel-2.6.32-696.el6.x86_64.rpm --force

第三步安裝grub

第四步配置grub.conf

[[email protected] grub]#vim grub.conf

default=0

timeout=10

title centOS 6(duzhaoqi 6.9)

root (hd0,0)

kernel /vmlinuz-2.6.32-696.el6.x86_64 root=UUID=51be13b4-c669-480a-82bb-efb9337f9c38

initrd /initramfs-2.6.32-696.el6.x86_64.img

第五步重啟

grub交互式

grub> root (hd#,#)
grub> setup (hd#)

5.啟動 init 進程

init 進程是系統啟動的第一個進程。其他進程都是有此進程控制fork出來的，也就是說，init是其他進程的“祖先”，PID=1。當然，PID=0進程我們稱為空閑進程是屬於內核的。
init作用：

初始運行級別(RUN LEVEL)
系統初始化腳本
對應運行級別的腳本目錄
捕獲某個關鍵字順序
定義UPS電源終端/恢復腳本
在虛擬控制臺生成getty
在運行級別x初始化X

切換級別：init #
查看級別：runlevel; who -r

在centOS5 和centOS6上都有init程序，但是已經不是一個東西了，我們來查看一下：

init進程啟動以後，接下來的工作是讀取配置和啟動服務
1. 讀取配置文件/etc/inittab /etc/init/*.conf
因為在centOS6中inittab文件中就留下了一行啟動級別，其他東西放到了/etc/init/*.conf，所以我們以centOS5的inittab為例講解內容都是一樣的。

#

# inittab This file describes how the INIT process should set up

# the system in a certain run-level.

#

# Author: Miquel van Smoorenburg, <[email protected]nl.mugnet.org>

# Modified for RHS Linux by Marc Ewing and Donnie Barnes

#

# Default runlevel. The runlevels used by RHS are:

# 0 - halt (Do NOT set initdefault to this)

# 1 - Single user mode

# 2 - Multiuser, without NFS (The same as 3, if you do not have networking)

# 3 - Full multiuser mode

# 4 - unused

# 5 - X11

# 6 - reboot (Do NOT set initdefault to this)

#

id:5:initdefault:

# System initialization.

si::sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit

l0:0:wait:/etc/rc.d/rc 0

l1:1:wait:/etc/rc.d/rc 1

l2:2:wait:/etc/rc.d/rc 2

l3:3:wait:/etc/rc.d/rc 3

l4:4:wait:/etc/rc.d/rc 4

l5:5:wait:/etc/rc.d/rc 5

l6:6:wait:/etc/rc.d/rc 6

# Trap CTRL-ALT-DELETE

ca::ctrlaltdel:/sbin/shutdown -t3 -r now

# When our UPS tells us power has failed, assume we have a few minutes

# of power left. Schedule a shutdown for 2 minutes from now.

# This does, of course, assume you have powerd installed and your

# UPS connected and working correctly.

pf::powerfail:/sbin/shutdown -f -h +2"Power Failure; System Shutting Down"

# If power was restored before the shutdown kicked in, cancel it.

pr:12345:powerokwait:/sbin/shutdown -c "Power Restored; Shutdown Cancelled"

# Run gettys in standard runlevels

1:2345:respawn:/sbin/mingetty tty1

2:2345:respawn:/sbin/mingetty tty2

3:2345:respawn:/sbin/mingetty tty3

4:2345:respawn:/sbin/mingetty tty4

5:2345:respawn:/sbin/mingetty tty5

6:2345:respawn:/sbin/mingetty tty6

# Run xdm in runlevel 5

x:5:respawn:/etc/X11/prefdm -nodaemon

每一行定義一種action以及與之對應的process

id:runlevel:action:process

action:
    wait: 切換至此級別運行一次
    respawn：此process終止，就重新啟動之
    initdefault：設定默認運行級別；process省略
    sysinit：設定系統初始化方式，此處一般為指定/etc/rc.d/rc.sysinit

si::sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit

讀取系統初始化腳本：/etc/rc.d/rc.sysinit

• (1) 設置主機名
• (2) 設置歡迎信息
• (3) 激活udev和selinux
• (4) 掛載/etc/fstab文件中定義的文件系統
• (5) 檢測根文件系統，並以讀寫方式重新掛載根文件系統
• (6) 設置系統時鐘
• (7) 激活swap設備
• (8) 根據/etc/sysctl.conf文件設置內核參數
• (9) 激活lvm及software raid設備
• (10) 加載額外設備的驅動程序
• (11) 清理操作

l0:0:wait:/etc/rc.d/rc 0

前面的10就是一格標識，沒有啥作用，在上面一行中，我們有七種啟動級別，啟動不同的啟動級別，就會調用不同的腳本，這個就會調用/etc/rc0.d/中的腳本，啟動相對用的進程或服務

1:2345:respawn:/sbin/mingetty tty1

這就是我們的終端設置，我們可以看到，一共有六個終端，當然，我們也可以手動添加。

6.登錄

當配置文件讀取完成後，就會給我們顯示一個登錄窗口，我們就可以通過這個登錄窗口登陸上操作系統，進行我們所需要的操作。

centOS 6啟動流程