Linux 引导流程解析

本文主要记录下linux的引导流程（实例采用centOS 5.5）。

内容主要如下：引导流程、解析下GRUB的作用。

 

一、引导流程

 

1.1主要的流程图如下：

 

 

1.2每一步的作用

1）第一步firmware固件自检，主要是进行CMOS/BIOS对硬件进行POST加电自检，在物理层次上对硬件进行检测是否正常。

2）读取硬盘中MBR的BootLoader（自启动程序，Linux下常用的自启动程序是GRUB）。这一步主要的功能是载入内核。

3）载入的内核Kernel主要功能是：1、驱动硬件（Kernel中含有大量驱动程序），2、启动init进程。

4）init进程，主要是读取/etc/inittab文件，执行缺省运行级别，从而继续引导。（需要注意的是它的PID恒为1，0为内核调度器Kernel scheduler）。

5）/etc/inittab 定义了初始化的操作。 

内容如下：

命令主要格式是：id : runlevels : action : process

[解析]

id ：标识符，一般为两位字或数字

run-levels ：指定运行级别，可以指定多个

action ：指定运行状态

process ：指定要运行的脚本或命令

其中，

1、run-levels运行级别有7个，0—6分别如下：

0 —— halt 关机

1 —— Single user mode 单用户模式

2 —— Multiuser，withoutNFS 多用户模式但不带网络（text模式）

3 —— Full multiuser mode 完整功能的多用户模式（text模式）

4 —— unused 预留

5 —— X11 图形化多用户模式

6 —— reboot 重启

主要命令：查看当前运行级别 #runlevel、 切换运行级别 #init[0 |1 |2 |3 |4 |5 |6]

2、而acion中也有几个比较重要的取值：

① initdefault：指定系统缺省启动的运行级别（通常用于修复，比如我们要进入单用户模式，则可以将其设置为1）

( 由截图中可以知道缺省的run-level是：3）

② sysinit：系统启动执行process中指定的命令（每次都会执行）

（由截图知，无论是哪个运行级别，都会执行/etc/rc.d/rc.sysinit）

③ wait：执行process中指定的命令，并等其结束后再运行其他命令

④ once：执行process中指定的命令，不等待其结束

⑤ ctrlaltdel：按下Ctrl + Alt + Del时执行process指定的命令

6）initdefault

如第五步所说到的，主要是读取/etc/inittab中的信息，判断缺省的运行级别是什么。

7）/etc/rc.d/rc.sysinit

启动这个脚本。完成系统服务程序的启动，如系统环境变量的设置、设置系统时钟、加载字体、检查加载文件系统、生成系统启动信息日志文件等。（由于是基础服务，如截图所示，默认是将其run-level设置为空：：即任何级别，action设置为sysinit。即该脚本在任何运行级别下都要启动，以完成基础服务的启动）【可以自定义自己希望启动的脚本，然后加到这个脚本的最后面，便会在启动时被加载】

8）基础服务启动后，会执行/etc/rc.d/rc这个脚本

加载完基础服务后，就要根据不同的运行级别去启动相对应的下的目录，（如3是命令行模式，5是图形模式，他们需要启动的服务不同），但系统如何去加载呢？这就是rc这个脚本的作用了，它的工作原理是先去判断系统的默认运行级别即第6步中的东西，然后再执行相应的rcN.d目录下的服务启动脚本 如图

 

9）执行/etc/rc.d/rcN.d目录下的服务启动脚本

看下该目录下有什么东西：

[解析]

S —— start表示要启动的脚本

K —— kill 表示要关闭的脚本

数字表示启动顺序，数值小的优先

 

1.3自定义服务启动或关闭

1）关键目录 /etc/rc.d/init.d/ 下，找到相关的服务再对其进行关闭或启动（所以运行级别的脚本都是来自这个目录的软链接）。

通过服务脚本名 start |stop等操作去启动或关闭服务

2）自定义服务并启动

实际上，无论是哪个运行级别，他们要启动的脚本都位于/etc/rc.d/init.d这个目录中，而启动的时候相对应的/etc/rc.d/rcN.d目录中的脚本只是一个软链接，指向的还是init.d这个目录中的脚本

如图：rc3.d目录中的内容，可以看到都是软链接（概念类似引用）

 

了解了上面的原理后，我们就可以定义我们自己的服务脚本，并让系统在引导的时候加载我们的脚本。

方式有以下几种：

1、增加软链接 #ln -s

例子：

先写好一个脚本，再用 ln –s 脚本名 /etc/rc.d/rcN.d/Sxx脚本名

这样系统就会在引导运行级别N时就会加载这个脚本

如：ln  –s  /etc/rc.d/init.d/xx.script  /etc/rc.d/rc3.d/S100xx.script

这样系统就会在运行级别3时加载我们的xx.script这个服务。（注意脚本放在init.d目录中，并且软链接的名字要用S开头）

2、使用 chkconfig

3、使用 ntsysv （图形界面选择）

用ntsysv –-level N进入对于相应运行级别服务的启动设置

通过空格选择启动或否（*表示启动），上下方向键选择

 

1.4小结

大概的引导流程就是以上的几步了。

最后说下如何查看引导日志，主要有两种方式

1、# dmesg

记录了内核kernel驱动硬件的信息

如查询下硬盘eth0的信息:

 

2、查看 /var/log/messages的日志信息

记录了服务的启动信息

如查看ntpd的启动情况

 

 

 

 

二、GRUB解析及应用

了解了基本的引导流程，我们再来着重看下流程中最重要的自启动程序BootLoader，Linux常用的是GRUB。

2.1GRUB的配置与运用

GRUB的配置文件默认位置 /boot/grub/grub.conf （即GRUB它的实际位置在/boot下）

他有个软链接是 在/etc/grub.conf

先看下grub.conf

[解析]

default 定义缺省启动系统（多系统的时候会用到）

timeout 定义缺省等待时间

splashimage 定义GRUB界面图片

hiddenmenu 隐藏菜单

title 定义菜单项名称

root 设置GRUB的根设备

kernerl 定义内核文件所在位置 ro —只读

initrd 定义加载镜像文件

其中root中 （hd0，0） hd为硬盘类型 0为第一块硬盘 ，0为第一个分区

这个实际上是指定了 /boot所在的硬盘分区

可以看下/boot目录

 

2.2列子

2.2.1进入单用户模式

适合场合：忘记root密码、修复系统

方法：

1、在启动倒数的时候按ESC进入GRUB操作界面

e ——编辑当前的启动菜单项

b ——启动当前的菜单项

d ——删除当前行

c ——进入GRUB的命令行模式

Esc ——返回GRUB启动菜单界面，取消对当前所做的修改

2、按e进入，再选kernerl按e去编辑kernerl项

3、在最后加" 1"(空格 1)，即运行级别1的单用户模式

4、按回车确定，再按B重启，便可以进入当用户模式

 

在单用户模式下，可以对root密码进行重置（命令 #passwd root）

同时可以做其他需要修复的操作。

 

 

 

三、总结

主要是掌握好系统的引导流程，明白在启动的时候系统的每一步在干什么，这样当系统出现问题了，我们就可以判断出是在哪一步出现了问题。这样才能在寻找解决方案的时候有的放矢，缩小范围。