CentOS開機(jī)啟動流程簡介

       我們都知道按下電腦電源鍵后，屏幕上會一閃而過很多信息，然后顯示登錄界面，然后輸入用戶名，密碼就可以暢享網(wǎng)絡(luò)世界了。那么這中間到底發(fā)生了什么呢，今天就讓我們來簡單探討一下CentOS的簡易版開機(jī)啟動流程吧。

    第一階段：通電自檢過程

      我們都知道電腦所有數(shù)據(jù)指令都是在內(nèi)存上才能被cpu處理的吧，我們還知道內(nèi)存在斷電后其上面的所有數(shù)據(jù)都會丟失吧，那么開機(jī)的時候內(nèi)存應(yīng)該是沒有東西的吧，那上面都不能干了，更別說啟動一個操作系統(tǒng)了，其實啊，我們內(nèi)存并不只是我們常見的那個內(nèi)存卡，很多硬件都會映射一段內(nèi)存到cpu的尋址空間上，比如說BIOS，顯卡等等，而我們知道BIOS是寫在主板芯片上的，而且是用閃存做成的ROM上 的，雖然也可以修改里面的數(shù)據(jù)，但是我們還是習(xí)慣稱之為只讀存儲器，那么問題也來了，通電后，cpu怎么知道在內(nèi)存的哪個地址段是BIOS代碼段呢，這是因為cpu在制作的時候的設(shè)置的，當(dāng)通電瞬間，cpu會進(jìn)入實模式狀態(tài)，然后把內(nèi)存尋址控制在大概1MB的樣子，然后其內(nèi)的IP寄存器和CS寄存器會將地址指向內(nèi)存的一個位置（只需要知道在一個位置，因為只是簡介嘛），而這個位置恰恰是BIOS代碼段開始的位置，然后顯而易見cpu就開始執(zhí)行這些代碼啦，然后就會看到我們熟悉的各種BIOS自檢信息啦，當(dāng)然最重要的是在內(nèi)存中生成中斷向量表（記錄了中斷向量程序在內(nèi)存中的位置）和中斷向量程序，而我們都設(shè)置過BIOS吧，最起碼設(shè)置里面的boot選項吧，就是將自己想要啟動的裝有系統(tǒng)的硬盤盡量往前面位置調(diào)（因為BIOS只認(rèn)第一個），這是因為當(dāng)BIOS檢測到這塊硬盤里含有操作系統(tǒng)的時候就會給CPU發(fā)一個中斷信號，然后CPU通過名字找到內(nèi)存中的中斷向量表中的這個中斷所指向的中斷向量程序的位置，然后就執(zhí)行這部分的程序，然后這個程序就會將我們的硬盤的第一個扇區(qū)（512字節(jié)也叫MBR）加載到內(nèi)存中，我們也知道硬盤的MBR中的前446K裝的是引導(dǎo)啟動程序代碼，中間64K裝的是我們硬盤的分區(qū)表，最后2個字節(jié)是MBR有效標(biāo)志（如果是55AA就有效，BIOS就是通過這個來分辨硬盤中是否有操作系統(tǒng)的），然后BIOS就去打瞌睡去了，做了甩手掌柜，把一起都交給了引導(dǎo)程序這個店小二了。

    第二階段：引導(dǎo)程序裝載內(nèi)核過程

      我們都懂沒有驅(qū)動程序的硬件只能自我娛樂，而硬盤也必須格式成某種格式的文件系統(tǒng)才能在操作系統(tǒng)下存儲東東，那么引導(dǎo)程序這個店小二想要加載硬盤上的操作系統(tǒng)就必須有支持這個文件系統(tǒng)格式的驅(qū)動才行，遺憾的是區(qū)區(qū)446K的空間并不能做到，因此在MBR隨后的扇區(qū)中會有這個驅(qū)動程序，然后第二階段就去尋找他的真愛了，在Linux中通常在/boot/vmlinuz-版本-發(fā)型號，然后內(nèi)核就被解壓加載到內(nèi)存中了（內(nèi)核也只是個程序而已）。

    第三階段：內(nèi)核加載到PID為1的進(jìn)程init過程

       內(nèi)核加載到內(nèi)存中開始運(yùn)行，但是相同的問題又來了，操作系統(tǒng)上的硬盤必須是一種文件系統(tǒng)才可以存放數(shù)據(jù)，那么是不是可以把所有的文件系統(tǒng)的驅(qū)動程序都寫入到內(nèi)核中呢，當(dāng)然可以但又不可以，因為那樣的話不僅內(nèi)核會特別的大，而且一個機(jī)器上也就僅僅能用到很少很少的一部分而已，所以不可以這樣，但是寫進(jìn)去后確實也能達(dá)到目的，所以又可以，而Linux雖然是單內(nèi)核，但是其充分吸取了微內(nèi)核的高級理念，以為其支持動態(tài)加載模塊，上面意思呢，就是將很多功能可以寫成一個個模塊，然后加載到內(nèi)核中就可以了，當(dāng)然也可以直接編譯進(jìn)內(nèi)核，甚至有些模塊必須編譯進(jìn)內(nèi)核。而眾多的驅(qū)動程序就是被寫成了模塊，只保留基本功能就行。（請注意，我這里不是在捧windows，雖然它是微內(nèi)核，但是也因為如此而使得其要想達(dá)到內(nèi)部協(xié)調(diào)就必須寫更多的代碼，從而變得很臃腫還容易出問題，所以辣雞一詞用在上面最合適不過了），但是這樣的話那就沒能解決啟動操作系統(tǒng)啊，其實呢，內(nèi)核會在內(nèi)存中使用randis技術(shù)將一部分內(nèi)存虛擬化為硬盤使用，通過這個虛擬化一個小根文件系統(tǒng)來，你可以看看你的/boot下是不是有一個initramfs-版本-發(fā)型號的文件（版本和發(fā)型號和內(nèi)核一樣在CentOS 5中是initrd-版本-發(fā)型號，如果看看其下面的文件，會發(fā)現(xiàn)里面就是一小文件系統(tǒng)，通過這個來加載文件系統(tǒng)驅(qū)動程序，然后再去加載真正的根文件系統(tǒng)，緊接著就運(yùn)作啊運(yùn)作，生成0號進(jìn)程，然后因為自己沒什么本事就去生個兒子叫1號進(jìn)程init，兒子比老爹就厲害多了（雖然還是腦子不好，但起碼四肢俱全啊）

    第四階段：1號進(jìn)程init干的那些事

        在CentOS 5上：init自己也是剛開過光，學(xué)老爹，不過他志向比他爹大多了，因為他要生一窩兒子，直到自己兒子們組成一個完整的操作系統(tǒng)（Linux中通過fork（）復(fù)制，exec（）運(yùn)行的進(jìn)程會比自己爸爸功能強(qiáng)大），首先這廝會很“軸”，非要去找/etc/inittab這個文件，這個文件里面主要定義了默認(rèn)終端，系統(tǒng)初始化，關(guān)閉和開啟相應(yīng)終端下的程序，然后獲得可以登錄的終端。格式為

        id：默認(rèn)終端級別：action：process

            默認(rèn)終端級別有：

               0：關(guān)機(jī), shutdown
               1：單用戶模式(single user)，root用戶，無須認(rèn)證；維護(hù)模式；
               2、多用戶模式(multi user)，會啟動網(wǎng)絡(luò)功能，但不會啟動NFS；維護(hù)模式；
               3、多用戶模式(mutli user)，完全功能模式；文本界面；
               4、預(yù)留級別：目前無特別使用目的，但習(xí)慣以同3級別功能使用；
               5、多用戶模式(multi user)， 完全功能模式，圖形界面；
               6、重啟，reboot

            action：

               wait：等待切換至此任務(wù)所在的級別時執(zhí)行一次；
               respawn：一旦此任務(wù)終止，就自動重新啟動之；
               initdefault：設(shè)定默認(rèn)運(yùn)行級別；此時，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；

            process：

               /etc/rc.d/rc[0-6],會關(guān)閉相應(yīng)終端級別下的K##開頭的程序，開啟相應(yīng)終端級別下的S##開頭的程序，如果你ll其下面的文件會發(fā)現(xiàn)都是鏈接到/init.d下的除K##和S##的同名程序。

        那么其順序就是，先id：默認(rèn)終端等級：initdefault:,來知道默認(rèn)終端，然后就是si：：sysinit：/etc/rc,d/rc.sysinit，來初始化，再接著是id號：默認(rèn)終端等級：wait：/etc/rc.d/rc[0-6],實現(xiàn)開啟關(guān)閉相應(yīng)終端下的服務(wù)腳本，最后是tty[1-6]:默認(rèn)終端等級：respawn：/usr/sbin/mingget tty[1-6]，來獲取登錄終端。

        其中初始化實現(xiàn)的內(nèi)容有：

            (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) 檢測根文件系統(tǒng)，并以讀寫方式重新掛載根文件系統(tǒng)；
            (6) 設(shè)置系統(tǒng)時鐘；
            (7) 根據(jù)/etc/sysctl.conf文件來設(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)動程序；
            (11) 清理操作；

        最后執(zhí)行在/etc/rc.d/rc.local里面的作業(yè)，這個文件沒有鏈接到/etc/init.d目錄下的任何腳本，他只是為了讓不想寫腳本來實現(xiàn)開機(jī)服務(wù)的人懶一下

        那么怎么寫可以開機(jī)運(yùn)行或關(guān)閉的腳本呢。其實只要看一下/etc/init.d下或者/etc/rc.d/init.d(前面的只是鏈接到后面）的腳本就知道，在腳本開始部分加上#chconfig：終端（可以是多個）：開啟優(yōu)先級：關(guān)閉優(yōu)先級，然后這個腳本就可以被chconfig命令管理，當(dāng)然你得把這個腳本弄到/etc/init.d或者/etc/rc.d/init.d下，可以鏈接也可以直接建在這目錄下。然后通過chconfig --add 腳本名就會添加到相應(yīng)終端等級的/etc/rc.d/rc[0-6]目錄下自動生成相應(yīng)的K##開頭和S##開頭的文件。然后就可以用service 腳本名 {start|restart|status|stop}來運(yùn)行重啟查看停止此服務(wù)腳本了

        chkconfig命令

            chkconfig --list [腳本名]：查看其在各終端等級的開啟關(guān)閉狀態(tài)

            chkconfig --add 腳本名：將指定腳本生成在相應(yīng)終端下的K##開頭和S##開頭的的文件了，其實chkconfig 程序名 on/off就是這個機(jī)制罷了，但是只是這樣的話不會再其他終端生成文件，只會在腳本指定的終端中生成開啟或關(guān)閉文件。

            chkconfig --del 腳本名：與上面相反。

            chkconfig --level 指定終端（可以多個，默認(rèn)為2345） 腳本名 on/off。這就是所謂的開機(jī)運(yùn)行和關(guān)閉了，其實也就是在相應(yīng)終端下生成S##文件和K##文件罷了。

            另外如果腳本中終端等級為-表示所有終端等級下都關(guān)閉（只生成K##），為其他數(shù)字的就代表在與這些終端上對應(yīng)的/etc/rc.d/rc[0-6]里面生成相應(yīng)的文件。

            K##的這兩個數(shù)字表示的是停止優(yōu)先級，數(shù)字越小越優(yōu)先停止，表示依賴別的程序

            S##的這兩個數(shù)字表示開啟優(yōu)先級，數(shù)字越小越優(yōu)先啟動，表示其被其他程序所依賴

        在CentOS 6上用的是upstart并不是5上面經(jīng)典的SYS V，但是其還是兼容5，因此其/etc/inittab還是有效，只是這文件只設(shè)置默認(rèn)終端了，因此只有id：指定默認(rèn)等級：initdefault：

但是其里面說明了初始化腳本在/etc/init/rcS.conf,開啟和關(guān)閉相應(yīng)終端等級的腳本配置文件是/etc/init/rc.conf，然后再看這兩個文件會發(fā)現(xiàn)還是指向了/etc/rc.d/目錄下的腳本。所以沒什么好說的，只需要知道5上面的配置文件是/etc/inittab，而6的配置文件有/etc/inittab和/etc/init/*.conf，但是他們的腳本都在/etc/init.d(/etc/rc.d/init.d)

        在CentOS 7上用的是systemd，改變非常的大，但是還是能兼容5,6，特別是5，其配置文件在

/etc/systemd/system和/usr/lib/systemd/system下。已經(jīng)說了雖然改變很大但是并不代表不能像5,6那也使用。因此這方面待續(xù)。。。。。