每日一搬（3）：开机关机流程与Loader

刚刚开始学习linux，最近和鸟哥学了不少东西，下面是我转的，和大家一起学习。

 

1.开机关机流程与Loader
a> 载入BIOS的硬件信息，并取得第一个开机装置的代号
b> 读取第一个开机装置的MBR的boot Loader(也就是LILO,grub,spfdisk等）的开机信息
c> 载入kernel核心信息，kernel开始解压缩并尝试驱动所有硬件
d> kernel执行init程序并取得run-level信息
e> init执行/etc/rc.d/rc.sysinit
f> 启动kernel的外挂模块（/etc/modprobe.conf)
g> init执行run-level的各个批次档（Scripts)
h> init执行/etc/rc.d/rc.local
i>  执行/bin/login程序，并等待使用者登入
j>  登入之后开始以shell控制主机。

 

 

2.linux开机的一个简单流程：
Kernel (/boot/vmlinuz)
BIOS -> MBR(硬盘启动） ->　Boot Loader　->　initrd　->　 ->              ...              ->              init ->

system init(/etc/rc.d/rc.sysinit)       ->       启动系统服务与相关启动设定文件(/etc/rc.d/rc.n 或 /etc/sysconfig)

-> 用户自订开机启动程序（/etc/rc.d/rc.local)
-> 根据/etc/inittab的设定，载入终端或X-Window

boot loader要具有两个功能：
a> menu
b> pointer

 

 

3.第一个程序：init
linux系统当中第一个被执行的程序为/sbin/init，也就是我们在用ps aux 查看进程信息时所看到的PID=1的那个进程，我的系统为：root                    1             0.0             0.4             2888             560 ?                   S               Jan10              0:02 init [5]

 

 

4.init的功能：
a> 利用设定文件/etc/inittab来取得开机的等级：run level
b> 再由run level的设定来进行不同的开机服务项目的启动

5.什么是run level?
linux就是根据run level来规定系统使用不同的服务来启动的，让linux的使用环境不同。

 

 

6.run level的等级
根据有无网络以及有无X Windos可将run level分为六个等级：
0——halt (系统直接关机)
1——single user mode (单用户模式，用在系统出问题时的维护）
2——Multi User,Without NFS
3——Full multi-user(完整的，含有网络功能的纯文字模式)
4——Unused (系统保留的）
5——X11 （与run level 3类似，不同的是使用了X Window)
6——reboot

 

 

7.开机时，如何取得系统的run level
从/etc/inittab中取得。

8./etc/inittab的语法：
这个档案的语法是这样的：
[设定项目]:[run level]:[init 的动作行为]:[指令项目]
a. 设定项目：
             最多四个字符，代表 init 的主要工作项目，只是一个简单的代表说明。
b. run level：
             该项目在哪些 run level 底下进行的意思。如果是 35 则代表 runlevel 3 与
             5 都会执行。
c. init 的动作项目：
             主要可以进行的动作项目意义有：
             initdefault ：代表预设的 run level 设定值；
             sysinit ：代表系统初始化的动作项目；
             ctrlaltdel ：代表 [ctrl]+[alt]+[del] 三个按键是否可以重新开机的设定；
             wait            ：代表后面接的指令项目必须要执行完毕才能继续后面的动作；
             respawn ：代表后面接的， init 仍会主动的『重新』启动。
             更多的设定项目请参考 man inittab 的说明。
d. 指令项目：
             亦即应该可以进行的指令，通常是一些 script 啰。

一个例子：
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[root@linux ~]# vi /etc/inittab
# 设定系统开机预设的 run level 设定项目：
id:3:initdefault:

# 开始进行 run level 的服务启动前，使用来侦测与初始化系统环境的设定文件：
si::sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit

# 7 个不同 run level 的，需要启动的服务的 scripts 放置路径：
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

# 是否允许按下 [ctrl]+[alt]+[del] 就重新开机的设定项目：
ca::ctrlaltdel:/sbin/shutdown -t3 -r now

# 本机端终端机启动的个数：
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

# 在 X Window (run level 5) 环境下的启动 script 设定项目：
x:5:once:/etc/X11/prefdm -nodaemon

 

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9.系统初始化(system initialization)程序为？
linux 系统初始化程序为： /etc/rc.d/rc.sysinit

 

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10. /etc/rc.d/rc.sysinit主要做哪些工作？
a>         取得网络环境与主机类型：/etc/sysconfig/network
a>         测试与挂载内存设备/proc与USB设备/sys
a>         决定是否启动SELinux
a>         外围设备的检测与PNP参数的测试
               核心在开机时检测结果保存在/proc/sys/kernel modprobe中，主要检测ide/scsi/网络/音效等
a> 用户自订模块的载入
              用户可以在/etc/sysconfig/modules/*.modules中加入自订模块
a>        载入核心的相关设定：/etc/sysctl.conf
a>        设定系统时间 clock
a>        设定终端字符
a>        设定RAID与LVM等硬盘功能
a>        以fck检查磁盘文件系统
a>        进行磁盘quota的转换
a>        重新以可读取模式挂载系统磁盘
a>        启动quota
a>        启动随机数装置
a>        清除开机过程中暂存文件
a>        将开机相关信息载入/var/log/dmesg当中。

11.启动系统服务与相关启动设定文件：

 

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linux启动时与系统服务有关的设定文件为：
/etc/rc.d/rc.n 以及 /etc/sysconfig

12.其他开机相关事项：
a>     关于模块：/etc/modprobe.conf
b>     /etc/sysconfig/*
       这里要注意几个authconfig,clock,desktop,i18n,keyboard&mouse,network,network-scripts

 

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13.run level
a>    查看当前run level
     # runlevel
b>    切换run level
◆要每次开机都执行某个run level，则需修改/etc/inittab中：
id:3:initdefault:
中的数字。
◆如果临时变更系统run level，则以根用户运行init [0-6]来运行。
c>    假设由init 5改到init 3，则更改run level时系统做了什么？
◆对比/etc/rc.d/rc3.d及/etc/rc.d/rc5.d内K与S开头的档案：
◆关闭/etc/rc.d/rc5.d中不存在于/etc/rc.d/rc3.d中的服务
◆启动/etc/rc.d/rc3.d中不存在于/etc/rc.d/rc5.d中的服务。

13.核心与核心模块
(1)目前的核心都是模块化(modules)的。
(2)核心的模块位置
a> 核心：/boot/vmlinuz 或 /boot/vmlinuz-version
b> 核心解压缩所需RAM Disk：/boot/initrd( /boot/initrd-version)
c> 核心模块：/lib/modules/version/kernel 或 /lib/modules/`uname -r`/kernel
d> 核心原代码： /usr/src/linux (需要另外安装）

(3) 如果核心被顺利载入系统中，那么会有几个信息记录下来：
a> 核心版本： /proc/version
b> 核心功能： /proc/sys/lernel

(4) 如果有新硬件，系统不支持，则可以有这样两种访求：
a> 加入最新的硬件驱动程序原始码，重新编译内核;
b> 将该硬件的驱动程序编译为模块，并在开机时载入该模块。

 

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14.核心模块放置处：
    /lib/modules/`uname -r`/kernel中，里面又分这样几个目录：
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arch     ：与硬件平台有关的项目，例如 CPU 的等级等等；
crypto     ：核心所支持的加密的技术，例如 md5 或者是 des 等等；
drivers     ：一些硬件的驱动程序，例如显示卡、网络卡、PCI 相关硬件等等；
fs     ：核心所支持的 filesystems ，例如 vfat, reiserfs, nfs 等等；
lib     ：一些函式库；
net     ：与网络有关的各项协议数据，还有防火墙模块 (net/ipv4/netfilter/*) 等等；
sound     ：与音效有关的各项模块；

 

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15.核心模块的相关性
保存在/lib/modules/`uname -r`/modules.dep中

 

 

16.modules.dep可以用depmod来建立

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depmod [-Ane]
参数：
-A ：不加任何参数时， depmod 会主动的去分析目前核心的模块，并且重新写入
       /lib/modules/`uname -r`/modules.dep 当中。若加入 -A 参数时，则 depmod
       会去搜寻比 modules.dep 还要新的模块，如果真找到新模块，才会更新。
-n ：不写入 modules.dep ，而是将结果输出到屏幕上(standard out)；
-e ：显示出目前已加载的不可执行的模块名称
范例：

范例一：若我已经做好一个网络卡驱动程序，假设文件名为 a.ko，该如何更新核心相依性？
[root@linux ~]# cp /full/path/a.ko /lib/modules/`uname -r`/kernel/drivers/net
[root@linux ~]# depmod
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17.核心模块的察看
a> 显示系统已加载的模块 lsmod
     列出模块名称、模块大小以及是否其他模块所使用
b> 查阅模块信息 modinfo

 

 

18.核心模块的加载与移除
a> 老的做法：
      insmod 加载模块
       rmmod 移除模块
b> 常用方法：
      modprobe [-cflr] module_name
-c 列出目前系统中所有模块
-f    强制加载
-l    列出 /lib/modules/`uname -r`/kernel 当中的所有的模块完整名称
-r    移除modules

 

 

19.核心模块的额外参数设定：
/etc/modprobe.cof

 

 

20.Boot Loader
a> MBR是整个硬盘的第一个sector，其大小不会超过512bytes;
       Super Block，可以想像成每个分区partition的第一个扇区first sector。
b> Boot Loader可以指定核心文件来开机，也可以指定某个super block当中boot loader接管开机的核心载入。
c> linux 可以选择将boot loader安装在MBR或者是super block当中，但windows系统则几乎默认会同时安装在MBR与Super block当中。
d> 在安装多重系统时，最好先安装windows后安装linux，因为先安装linux，然后再安装windows，则windows会强制将MBR的boot loader覆盖掉，这样，就无法用windows的boot loader来启动linux了。

 

 

21.Boot Loader--Grub：
(1)Grub的优点：
grub是较新的boot loader，它的优点很多，包括：
a> 认识与支持较多的filesystem，并且可以使用grub的主程序直接在filesystem当中搜寻核心;
b> 开机的时候，可以‘自行编辑与修改开机设定项目’，类似bash的指令模式;
c> 可以动态搜寻设定文件，而不需要在修改设定文件后重新安装grub。亦即我们只需修改/boo/grub/menu.lst的设定，下次开机就生效了。
(2)Grub的设定文件： /boot/grub/menu.lst
(3)Grub中硬盘的表示：
    grub中的硬盘表示，有点类似
       (hd0,0)
第一个搜索到的硬盘，代号为(hd0)，该硬盘的第一个分区为(hd0,0)

 

 

22.Boot Loader --LILO:
(1) LILO的设定文件为：/etc/lilo.conf
(2) 与Grub的设定文件/boot/grub/menu.lst同样分为两部分：
a> 整体环境设定
b> 每个开机设定