企鹅日记（二十）：启动流程和模块管理

简单来说，linux的启动流程为：

1，加载BIOS的硬件信息与进行自我测试，并依据设置取得第一个可启动的设备

2，读取并执行第一个启动设备内MBR的boot loader（即grub或者spfdisk等）

3，依据boot loader的设置加载kernel，kernel会开始检测硬件与加载驱动程序

4，在硬件驱动成功后，kernel会主动调用init进程，而init会取得run-level信息

5，init执行/etc/rc.d/rc.sysinit文件来准备软件执行的操作环境（如网络，时区等）

6，init执行run-level的各个服务的启动（script方式）

7，init执行/etc/rc.d/rc.local文件

8，init执行终端机模拟程序mingetty来启动login进程，最后等待用户登录

====多重启动原理====

linux的boot loader主要功能如下：

× 提供菜单：用户可以选择不同的启动选项，这也是多重引导的重要功能！

× 加载内核文件：直接指向可启动程序区段来开始操作系统

× 转交其他loader：将引导装载功能转交给其他loader负责

而windows的boot loader是没有第三个功能，也就是转交功能，所以要先安装windows，再安装linux才行。

====第一个进程init====

先解释下run-level，总共有7各等级：

× 0 – halt（系统直接关机）

× 1 – single user mode（单用户维护模式，用在系统出问题时的维护）

× 2 – Multi-user，without  NFS（类似下面的runlevel3，但是没有NFS服务）

× 3 – Full multi-user mode（完整含有网络功能的纯文本模式）

× 4 – unused（系统保留功能）

× 5 – X11（与runlevel3类似，但多了各X Window，图形界面）

× 6 – reboot（重启）

这个init读取的配置文件为/etc/inittab，直接vim打开后查看，里面的内容很简单，不解释。

取得runlevel后，会立即执行/etc/rc.d/rc.sysinit脚本，大致要做的工作是：

1，取得网络环境与主机类型，读取配置文件/etc/sysconfig/network

2，测试与挂载内存设备/proc以及USB设备/sys

3，决定是否启动SELinux

4，启动系统随机数生成器

5，设置终端机console字体

6，设置显示于启动过程中的欢迎界面textbanner

7，设置系统时间clock与时区设置，读取/etc/sysconfig/clock配置文件

8，接口设备检测与Plug and Play即插即用参数测试

9，用户自定义模块加载：用户可以在/etc/sysconfig/modules/*.modules中加入自定义模块，则此时会被加载到系哦中去

10，加载内核相关设置：系统会主动读取/etc/sysctl.conf这个文件的设置值，使得内核功能称为我们想要的样子

11，设置主机名与初始化电源管理模块ACPI

12，初始化软件磁盘阵列：主要是通过/etc/mdadm.conf来设置好的

13，初始化LVM的文件系统功能

14，以fsck检测文件系统，进行filesystem check

15，进行磁盘配额quota的转换（非必要）

16，重新以可读写模式挂载系统磁盘（为了加速开机流程，开始是以只读模式挂载根目录）

17，启动quota功能：所以我们不需要自定义quotaon的操作

18，启动系统伪随机数生成器（pseudo-random）

19，清除启动过程中的临时文件

20，将启动相关信息加载/var/log/dmesg文件中

====启动系统服务====

以runlevel5的例子讲解，在/etc/inittab文件中：

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

意义是这样的：

× 通过外部第一号参数（$1）取得想要执行的脚本目录，即由/etc/rc.d/rc 5 可以取得/etc/rc5.d/这个目录来准备处理相关的脚本程序

× 找到/etc/rc5.d/K??*开头的文件，并进行/etc/rc5.d/K??*stop操作

× 找到/etc/rc5.d/S??*开头的文件，并进行/etc/rc5.d/S??*start的操作

====用户自定义开机启动程序====

就是/etc/rc.d/rc.local这个目录下，只要你把script放到这个里面来，开机就会自动执行

====重要的启动配置文件====

设备与模块对应文件：/etc/modprobe.conf

主配置文件目录：/etc/sysconfig/*：

× authconfig – 身份认证机制

× clock – 设置linux主机的时区

× i18n – 语系的设置，默认会被选择zh_CN.UTF8，命令行模式下，如果日期显示乱码，可以设置LC_TIME为en即可

× keyboard & mouse

× network – 可设置是否启用网络，以及设置主机名还有网关gateway这两个重要信息

× network-scripts/ – 在这里面的文件，主要用于设置网卡。

====内核与内核模块====

内核与内核模块放置的位置：

× 内核 – /boot/vmlinuz 或者是 /boot/vmlinuz-version

× 内核加压缩所需RAMDisk – /boot/initrd 或者是 /boot/initrd-version

× 内核模块：/ib/modules/$(uname -r)/kernel

× 内核源码 – /usr/src/linux 或者 /usr/src/kernels （要安装才有的）

如果内核被顺利加载到系统，那么就会有几个信息被记录下来：

× 内核版本：/proc/version

× 系统内核功能：/proc/sys/kernel

如果想要加入新的硬件，偏偏操作系统不支持，那么需要两步：

1，重新编译内核，计入最新的硬件驱动程序源码

2，将该硬件的驱动程序编译成模块，在启动时候加载该模块

内核模块依赖性：

# depmod [-Ane]

内核模块查看：

# lsmod

查看每一个模块的信息：

# modinfo [-adln] [module-name | filename]

内核模块的加载与删除：

# modprobe [-lcfr] module-name

-c：列出目前系统所有的模块

-l：列出目前在/lib/modules/$(uname -r)/kernel中所有模块完整文件名

-f：强制加载模块

-r：类似rmmod，删除某模块

内核模块的额外参数配置文件：/etc/modprobe.conf

====grub的配置文件====

/boot/grub/menu.lst中的磁盘代号：

表20-1 硬盘查找顺序 在grub中的代号

第一块	（hd0）（hd0,0）（hd0,1）…
第二块	（hd1）（hd1,0）（hd1,1）…
第三块	（hd2）（hd2,0）（hd2,1）…

====root密码忘记时候的处理====

重启，开机进入grub菜单后，在要进入的菜单上点击e进入详细编辑模式，将光标移动到kernel那一行的末尾，加入空格和single，然后按下enter，再按下b就能进入单人维护模式，直接执行passwd，重建新的密码即可。

而如果/etc/inittab文件出错，跟上面一样，不过是把single修改成init=/bin/bash，让系统不以init进程初始化，然后：

# mount -o remount,rw /

# mount -a

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