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標題: linux引导过程 [打印本頁]

作者: wabb44400 時間: 2012-9-3 23:00
標題: linux引导过程
从打开计算机的电源开始启动redhat linux 系统到用户可以登录为止，共经历了
1.初始化bios
2.执行启动加载程序
3.载入内核
4.启动init服务（rc.sysinit->rc->rc.local->建立使用环境）

计算机在接通电源之后首先由bios进行post自检，然后依据BIOS内设置的引导顺序从硬盘，软硬或cdrom中读入引导块

BIOS的第一个步骤是加电post自检，post的工作是对硬件进行检测，BIos的第二个步骤是进行本地设备的枚举和初始化。BIOS

由2部分组成：POST代码和运行时的服务，当POST完成之后，它被从内存中清理出来，但是BIOS运行时服务依然保留在内存中，目标操作系统可以使用这些服务

BIOS运行时会按照CMOS的设置定义的顺序来搜索处于活动状态并且可以引导的设备，引导设备可以是软盘，CD-ROM，硬盘上的某个分区，
网络上的某个设备甚至是USB闪存。
通常，linux都是从硬盘上引导的，其中主引导记录(MBR)中包含主引导加载程序，
MBR是一个512字节大小的扇区，位于磁盘上的第一个扇区，(0道0柱面1扇区).当MBR被加载到RAM中之后，BIOS就会将控制权交给
MBR

启动加载程序
在RED HAT linux 中，默认的加载程序是GRUB.引导加载程序用于引导操作系统启动，当机器引导它的操作系统时，BIOS会读取引导介质上最前面的512字节
（主引导记录）。在单一的MBR中只能存储一个操作系统的引导记录，所以当需要启动多个操作系统的时就会出现问题，需要更加灵活的引导加载程序
所有的引导加载程序都以类似的方式工作，linux系统支持常用的引导加载程序：LILO和grub

载入内核
接一下的步骤就是加载内核映像到内存中，内存映像并不是一个可执行的内核，而是一个压缩过的内存映像，通常它是一个zImage(压缩映像，小于512KB)
或是一个bzImage(较大的压缩映像，大于512KB),它是提前使用zlib压缩过的，在这个内核映像前面是一个例程，它实现少量硬件设置，
并对内核映像中包含的内核进行解压缩，然后将其高端的内存中。如果有初始化RAM磁盘映像，系统就会将它移动到内存中，并标明以后使用。
然后该例程会调用内核，并开始启动内核引导的过程

linu内核启动后，会执行以下几项工作
1.检测所有的硬件设备
linux内核首先会向BIOS查询计算机的所有的硬件设备的信息，然后自己接手管理这些硬件设备，以便提供给red hat linux系统使用

2。驱动硬件设备
接着linux内核便会驱动计算机的硬件设备，要驱动硬件设备，redhat linux就必须加载硬件的驱动程序，redhat linux的驱动程序可分为
编译在内核镜像文件中的静态驱动程序与内核模块（kernel module)的动态驱动程序2种，其中的内核模块全部都存储在系统中
由于此时的Linux系统尚未挂载任何文件系统，因而无法使用存储于文件系统上的内核模块，redhat linux 自然借助这些动态驱动程序来驱动硬件设备，因此，
启动Linux内核的阶段只会使用静态驱动程序，驱动必要的硬件设备
如果没有提供驱动程序的硬件设备，redhat linux会等到挂载根目录文件系统后，在逐一尝试尚未安装驱动程序的设备的驱动程序

3.以只读的方式挂载根文件系统
接着linux内核会试着去挂载根文件系统（root file system).安装适当的内核模块，一便驱动某些硬件设备或启用某些功能，
启动于存储于根文件系统中的 init服务，以便让Init接手后续的启动工作

要特别注意的是：此时，根文件系统是采用只读（read-only)的方式进行挂载的，也就是说，到目前为止，linux内核只能读取根文件系统，无法改变其中的内容
这主要是因为此时的Linux内核仍在启动阶段，还不是很稳定，如果使用可读可写的方式挂载根文件系统，万一系统不小心当机了，一来可能会破坏根文件系统
上的数据，再者，redhat linux下次开机得花上很长的时间检查并修复根文件系统，为了避免这些问题的发生，redhat linux系统会以只读的方式来挂载根文件系统

4.启动Init服务
redhat linux内核启动后的最后一个动作，就是从根文件系统上找出并执行init服务，redhatlinux 内核会依照下列的顺序寻找init服务，
1）找/sbin/是否有Init服务
2）/etc/init
3)/bin/init

4)都找不到，就会执行/bin/sh

在这个过程中，只要有某一个步骤找到Init,linux就会去执行该目录下中的init,如果到最后内核还是找不到init服务，redhat linux内核就会显示 “kernel
panic not syncing:Attempted to kill init!"的错误信息

找到Init服务，redhat linux 就会让init服务负责后续初始化使用的环境的工作。

接下来是执行init进程

初始化系统环境
启动 init服务时，init服务会读取/etc/initab 文件，根据/etc/inittab中的设置数据进行初始化系统环境的工作，/etc/inittab 定义
init服务在red hat linux启动过程中必须依序执行以下几个script.
/etc/rc.d/rc.sysinit
/etc/rc.d/rc
/etc/rc.d/rc.local

由于这些script文件名都是以rc开头的，所以习惯上我们称这些script为 "RC script".每一个RC Script负责的工作都不一样
1./etc/rc.d/rc.sysinit
这个文件主要的功能是设置系统的基本环境，当Init服务执行rc.sysinit时，会执行以下面几项工作
a.启动udev与selinux子系统
udev负责管理/dev/中的所有设备文件，而selinux则可以增强 red hat linux系统的安全性。当rc.sysinit执行时，必须启动这2个子系统，才能进行其他的初始化
系统环境的工作
b.设置内核参数
rc.sysinit会执行sysctl -p ,以便从/etc/sysctl.conf设置redhat linux的内核参数
c.设置系统时间
rc.sysinit会将硬件时间设置成redhat linux的系统时间
d.加载键盘对应表
为了可以使用各式各样的键盘，rc.sysinit也会加载键盘对应表，以便可以正确的输入文字，符号。
e.启用交换内存空间
rc.sysinit会执行swapon -a 命令，以便根据/etc/fstab的设置启用所有的交换内存空间
f.设置主机名
rc.sysinit会根据/etc/sysconfig/network的Hostname参数设置redhat linux的主机名
g,检查并挂载所有的文件系统
rc.sysinit会检查所有需要挂载的文件系统，以确保这些文件系统的完整性，检查完毕后，rc.sysinit就会挂载所有的文件系统
并且将根文件系统的挂载参数修改为可读可写，以便让我们可以在根文件系统上写入数据。
h.初始化硬件设备
red hat linux 除了在启动内核时以静态驱动程序部分的硬件外，在执行rc.sysinit时，也会试着驱动剩余的硬件设备
i.启动软件磁盘阵列与Lvm
rc.sysinit也会启用所有的软件磁盘阵列，以及lvm的磁盘设备
j,如有必要，卸载/initrd/
/initrd/用来挂载内核的初始化内存磁盘的数据，redhat linux可以通过初始化内存磁盘来加载必须的驱动程序，这样才能让red hat linux能在开机前驱动所需的
设备，进而顺利的进行启动的工作

因此初始化内存磁盘只有在启用前有用，因此当redhat linux进入这个阶段时，初始化内存磁盘已经没有存在的价值了，所以rc.sysinit会视情况卸除初始化
内存磁盘，以节省更多的内存空间

k,初始化串行端口设备
l,清除过期的锁定文件与IPC文件
m,重新设置磁盘参数

/etc/rc.d/rc
这个脚本是用来建立runlevel的环境

/etc/rc.d/rc.local
如果需要在系统启动的过程中执行某些工作，可以通过rc.sysinit,rc这2个脚本文件来定义要执行的工作内容，但这2个文件是启动过程中非常重要的
启动文件，如果,rc.sysinit 或rc有错误的内容，轻则导致系统启动时出现无法预期的错误，严重则可能会造成redhat linux系统根本无法启动。
所以，通常不能对这2个文件进行修改
既然不能修改rc.sysinit,rc,那该如何让redhat linux的系统在启动时执行某些工作呢？此时请使用rc.local

rc.local是整个启动过程中唯一可以修改的脚本文件，如果希望在red hat linux启动过程中执行某些命令，或者执行某些工作的话，那么就可以
把这些工作的命令定义在这个文件里，当redhat linux开机并执行到rc.local时，就可以依照所定义的内容，完成系统的初始化工作。

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