CentOS 6系統(tǒng)啟動(dòng)流程詳解

第一步：POST 加電自檢（Powered On Self-Test）

通過(guò)主板上集成RAM中的BIOS程序?qū)崿F(xiàn)POST
主板上的ROM：CMOS：主板上的一塊可讀寫(xiě)的并行或串行FLASH芯片，是用來(lái)保存BIOS的硬件配置和用戶(hù)對(duì)某些參數(shù)的設(shè)定。(BIOS設(shè)置程序一般都被廠商整合在芯片中，因此BIOS設(shè)置有時(shí)也被叫做CMOS設(shè)置。)
BIOS：Basic Input and Output System
通過(guò)BIOS可以設(shè)置按次序查找各引導(dǎo)設(shè)備，第一個(gè)有引導(dǎo)程序的設(shè)備即為本次啟動(dòng)要用到的設(shè)備.

第二步：加載運(yùn)行bootloader
bootloader：引導(dǎo)加載器（程序)
Windows中使用的bootloader是：ntloader
Linux：LILO（LIinux LOader）
    GRUB：Grand Uniform Bootloader
           GRUB 0.X：Grub Legacy（CentOS 6中使用）
           GRUB 1.X：Grub2   （CentOS 7中使用）

                            
功能：提供一個(gè)菜單，允許用戶(hù)選擇要啟動(dòng)的系統(tǒng)或不同的內(nèi)核版本； 把用戶(hù)選定的內(nèi)核裝載到RAM中的特定空間中，解壓、展開(kāi)，而后把系統(tǒng)控制權(quán)移交給內(nèi)核.

ext系列及GPT系列的文件系統(tǒng)的bootloader都在MBR中的前446個(gè)字節(jié)，MBR為該磁盤(pán)的第一個(gè)扇區(qū)（1st stage），共512字節(jié)。        
MBR：Master Boot Record
前446bytes：bootloader
然后64bytes：fat （GPT文件系統(tǒng)中不同）
2bytes：55AA （分區(qū)表有效性標(biāo)識(shí)）
加載運(yùn)行GRUB共可分為三步
1st stage：
Partition：filesystem driver, 1.5 stage
Partition：/boot/grub, 2nd stage

GRUB運(yùn)行詳細(xì)過(guò)程可以查看我的另一篇博客：

第三步：加載內(nèi)核
1，內(nèi)核加載完成后自身初始化
2，探測(cè)可識(shí)別到的所有硬件設(shè)備；
3，加載硬件驅(qū)動(dòng)程序；（有可能會(huì)借助于ramdisk加載驅(qū)動(dòng)，ramdisk文件需要和內(nèi)核放在同一分區(qū)，如果需要用到，需要在前一步grub中指定其位置，如果內(nèi)核編譯時(shí)已經(jīng)將硬件設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序編譯進(jìn)內(nèi)核了，就不需要ramdisk了）

注：有關(guān)ramdisk可以查看我的另一篇博客：


第四步：以只讀方式掛載根文件系統(tǒng)

第五步：切換根（switchroot）

第六步：運(yùn)行用戶(hù)空間的第一個(gè)應(yīng)用程序：/sbin/init，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)初始化，然后設(shè)置系統(tǒng)運(yùn)行級(jí)別。

/sbin/init/通過(guò)它的配置文件定義了其運(yùn)行的流程
配置文件：/etc/inittab和/etc/init/目錄下所有以.conf結(jié)尾的文件。

/etc/inittab:僅被用于定義默認(rèn)運(yùn)行級(jí)別（CentOS 6中）

注意：在CentOS 5中此文件不是僅用于定義系統(tǒng)默認(rèn)運(yùn)行級(jí)別。還用于定義其系統(tǒng)初始化及之后的流程

例如：id:3:initdefault: 
    si::sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit（設(shè)定系統(tǒng)初始化方式）
   l0:0:wait:/etc/rc.d/rc  0
    l1:1:wait:/etc/rc.d/rc  1（等到運(yùn)行級(jí)別為1時(shí)啟動(dòng)或關(guān)閉/etc/rc.d/rc3.d/目錄下的服務(wù)腳本所控制服務(wù)）
    …………
    l6:6:wait:/etc/rc.d/rc  6

具體請(qǐng)查看CentOS 5系列中的配置文件/etc/inittab

此配置文件設(shè)置方式：

每行定義一種action以及與之對(duì)應(yīng)的process

格式   id:runlevels:action:process    （共四個(gè)字段，以：隔開(kāi)）   
                    
第一個(gè)字段：id：一個(gè)任務(wù)的標(biāo)識(shí)符；
第二個(gè)字段：runlevels：在哪些級(jí)別啟動(dòng)此任務(wù)；#，###，也可以為空，表示所有級(jí)別；
第三個(gè)字段：action：在什么條件下啟動(dòng)此任務(wù)；
第四個(gè)字段：process：任務(wù)；
                            
action種類(lèi)：
      wait：等待切換至此任務(wù)所在的級(jí)別時(shí)執(zhí)行一次；
      respawn：一旦此任務(wù)終止，就自動(dòng)重新啟動(dòng)之；
      initdefault：設(shè)定默認(rèn)運(yùn)行級(jí)別；此時(shí)，process省略；
      sysinit：設(shè)定系統(tǒng)初始化方式，此處一般為指定/etc/rc.d/rc.sysinit腳本；

/etc/init/目錄下所有以.conf結(jié)尾的文件 ：定義系統(tǒng)初始化及之后的流程   

運(yùn)行流程：

首先讀取/etc/init/rcS.conf配置文件，此配置文件共定義完成兩個(gè)功能
1.實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)初始化

通過(guò)運(yùn)行系統(tǒng)初始化腳本實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)初始化
系統(tǒng)初始化腳本：/etc/rc.d/rc.sysinit

其功能：(1) 設(shè)置主機(jī)名；
    (2) 設(shè)置歡迎信息；
    (3) 激活udev和selinux；
    (4) 掛載/etc/fstab文件中定義的所有文件系統(tǒng)； 
    (5) 檢測(cè)根文件系統(tǒng)，并以讀寫(xiě)方式重新掛載根文件系統(tǒng)； 
    (6) 設(shè)置系統(tǒng)時(shí)鐘； 
    (7) 根據(jù)/etc/sysctl.conf文件來(lái)設(shè)置內(nèi)核參數(shù)；
    (8) 激活lvm及軟raid設(shè)備；
    (9) 激活swap設(shè)備；
    (10) 加載額外設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序；
    (11) 清理操作； 

2.定義系統(tǒng)運(yùn)行級(jí)別

注意：（如果在第二步grub中沒(méi)有指定，而且grub的配置文件中也沒(méi)有設(shè)置系統(tǒng)運(yùn)行級(jí)別此參數(shù)的話，系統(tǒng)運(yùn)行級(jí)別會(huì)按照/etc/inittab配置文件中設(shè)置的定義）

運(yùn)行級(jí)別的意義：為了系統(tǒng)的運(yùn)行或維護(hù)等目的而設(shè)定的機(jī)制；
0-6：7個(gè)級(jí)別；  0：關(guān)機(jī), shutdown
           1：?jiǎn)斡脩?hù)模式(single user)，root用戶(hù)，無(wú)須認(rèn)證；維護(hù)模式；
           2、多用戶(hù)模式(multi user)，會(huì)啟動(dòng)網(wǎng)絡(luò)功能，但不會(huì)啟動(dòng)NFS；維護(hù)模式；
           3、多用戶(hù)模式(mutli user)，完全功能模式；文本界面；
           4、預(yù)留級(jí)別：目前無(wú)特別使用目的，但習(xí)慣以同3級(jí)別功能使用；
           5、多用戶(hù)模式(multi user)， 完全功能模式，圖形界面；
           6、重啟，reboot
                        
默認(rèn)級(jí)別：3, 5
                    
級(jí)別切換命令：init #
級(jí)別查看命令：
who -r

runlevel 

示例：

第七步：按照定義的系統(tǒng)運(yùn)行級(jí)別關(guān)閉對(duì)應(yīng)級(jí)別下需要停止的服務(wù)，啟動(dòng)對(duì)應(yīng)級(jí)別下需要開(kāi)啟的服務(wù)。

在CentOS 5和6中，系統(tǒng)服務(wù)都被設(shè)計(jì)為一個(gè)單獨(dú)的服務(wù)腳本，可以通過(guò)運(yùn)行這些腳本來(lái)管理系統(tǒng)服務(wù)。

這些服務(wù)腳本都在/etc/rc.d/init.d/目錄下。

服務(wù)腳本的運(yùn)行方式：

1.腳本路徑加一個(gè)執(zhí)行參數(shù)
# /etc/rc.d/init.d/SRV_SCRIPT  {start|stop|restart|status}
# /etc/init.d/SRV_SCRIPT  {start|stop|restart|status}
/etc/init.d是/etc/rc.d/init.d目錄的軟鏈接


2.service命令
命令格式：                                        
# service  SRV_SCRIPT   {start|stop|restart|status}


在/etc/rc.d/目錄下面有7個(gè)rc#.d格式的子目錄（#為0-6的整數(shù)，對(duì)應(yīng)著七個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行級(jí)別）

這些目錄下面各有很多K##SCRIPT-NAME和S##SCRIPT-NAME的軟鏈接文件，
其鏈接對(duì)象都是/etc/rc.d/init.d/目錄下同SCRIPT-NAME的服務(wù)腳本文件。

CentOS 5和6中對(duì)單個(gè)運(yùn)行級(jí)別的服務(wù)環(huán)境的配置和系統(tǒng)運(yùn)行中級(jí)別切換后的服務(wù)環(huán)境配置正是基于以上基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)的。

單個(gè)運(yùn)行級(jí)別的服務(wù)環(huán)境的配置流程：

1.讀取/etc/init/rc.cof這個(gè)配置文件

配置文件中通過(guò)運(yùn)行/etc/rc.d/rc這個(gè)腳本來(lái)實(shí)現(xiàn)單個(gè)運(yùn)行級(jí)別的系統(tǒng)服務(wù)環(huán)境配置，在運(yùn)行的同時(shí)傳遞了一個(gè)位置參數(shù) $RUNLEVEL,這個(gè)參數(shù)就是上一步中已經(jīng)定義過(guò)了的系統(tǒng)運(yùn)行級(jí)別。（注意：系統(tǒng)運(yùn)行中級(jí)別切換后的服務(wù)環(huán)境配置也是通過(guò)此腳本實(shí)現(xiàn)）

/etc/rc.d/rc這個(gè)腳本執(zhí)行會(huì)按照給定的位置參數(shù)（$RUNLEVEL)運(yùn)行對(duì)應(yīng)的/etc/rc.d/rc#.d/目錄下的那些K和S開(kāi)頭的腳本。其運(yùn)行方式是先依次運(yùn)行以K開(kāi)頭的腳本，順序是##從小到大，運(yùn)行時(shí)會(huì)傳遞一個(gè)執(zhí)行參數(shù)stop。之后再依次運(yùn)行以S開(kāi)頭的腳本，順序是##從小到大，運(yùn)行時(shí)會(huì)傳遞一個(gè)執(zhí)行參數(shù)start。（注：這只簡(jiǎn)要說(shuō)明，具體執(zhí)行方式請(qǐng)參照/etc/rc.d/rc腳本代碼）

因此：K表示是該系統(tǒng)級(jí)別要停止的服務(wù)；##表示優(yōu)先級(jí)，數(shù)字越小，越是優(yōu)先關(guān)閉，所以若這個(gè)服務(wù)依賴(lài)于其它服務(wù)就應(yīng)該設(shè)置為先關(guān)閉，而被其它服務(wù)所依賴(lài)的服務(wù)應(yīng)該設(shè)置為后關(guān)閉。

S表示該系統(tǒng)級(jí)別要啟動(dòng)的服務(wù)；##表示優(yōu)先級(jí)，數(shù)字越小，越是優(yōu)先啟動(dòng)；所以若被其它服務(wù)所依賴(lài)的服務(wù)應(yīng)該設(shè)置為先啟動(dòng)，而這個(gè)服務(wù)依賴(lài)于其它服務(wù)就應(yīng)該設(shè)置為后啟動(dòng)。（##為00-99）

對(duì)系統(tǒng)服務(wù)的管理可以通過(guò)chkconfig命令實(shí)現(xiàn)

chkconfig命令：管控/etc/rc.d/init.d/rc.d/下面每個(gè)服務(wù)腳本在各級(jí)別下的啟動(dòng)或關(guān)閉狀態(tài)

使用格式
查看：chkconfig  --list   [name]

修改指定的鏈接類(lèi)型：chkconfig  [--level  LEVELS]  name  <on|off|reset>
--level LEVELS：指定要控制的級(jí)別；默認(rèn)為2,3,4,5

                                        
添加：chkconfig  --add  name
刪除：chkconfig  --del  name（只是刪除了服務(wù)腳本的那些軟鏈接）

因此如果想增加一個(gè)系統(tǒng)服務(wù)，可以先寫(xiě)一個(gè)服務(wù)腳本，放到/etc/rc.d/init.d/目錄下，再通過(guò)chkconfig命令實(shí)現(xiàn)。

能被添加的服務(wù)的腳本定義格式之一：
#!/bin/bash
#
# chkconfig: LLL  NN NN
# description:  



注意：在rc2.d,rc3.d,rc4.d,rc5.d中都有一個(gè)S99local軟鏈接，即這是幾個(gè)級(jí)別中最后一個(gè)啟動(dòng)的系統(tǒng)服務(wù)。

可以看到它鏈接的并不是/etc/rc.d/init.d/目錄下面的服務(wù)腳本，而是/etc/rc.d/rc.local這個(gè)腳本。


從腳本注釋中可以看出其功用

因此，如果希望一些程序能開(kāi)機(jī)自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，又想寫(xiě)服務(wù)腳本，可以直接寫(xiě)入這個(gè)腳本中實(shí)現(xiàn)。


第八步：?jiǎn)?dòng)終端
讀取/etc/init/start-ttys.conf這個(gè)配置文件，完成啟動(dòng)終端的流程。其中會(huì)判定，如果運(yùn)行級(jí)別為5的話，在啟動(dòng)tty1-6之后會(huì)再啟動(dòng)圖像終端。

自此，系統(tǒng)啟動(dòng)完成。

注：第六到八步，都是init程序通過(guò)配置文件實(shí)現(xiàn)。