一、Linux启动内核文件

1.Linux系统组成

动态视角：内核+根文件系统

静态视角：磁盘分区+相关文件

2.Kernel特点

(1)支持某块化：.ko (kernel object)文件

(2)支持模块运行时动态装载或卸载；

总结：Linux kernel在但内核设计模型上，吸取了多内核设计的优点，使用了模块化设计

单内核设计：把所有功能集成于同一个程序；如Linux

微内核设计：每种功能使用一个单独的子系统实现；如Windows, Solaris

2.kernel组成

(1)核心文件

1)/boot/vmlinuz-VERSION-release

注： vmlinuz最后一一个z表示压缩格式的kernel文件

2)ramdisk(中间临时文件根系统，动态创建出来的，使用缓冲和缓存来加速对磁盘上的文件访问)

安装操作系统后临时生成的文件，能够扫描当前操作系统的硬盘驱动，装载对应的模块

用于实现系统初始化的基于内存的磁盘设备，把内存中的一段空间当内存使用

CentOS 5：/boot/initrd-VERSION-release.img

工具程序：mkinitrd

CentOS 6,7：/boot/initramfs-VERSION-release.img

工具程序：dracut, mkinitrd

注意：

a)不是必须的，当自编译内核时候知道硬盘接口时候将硬盘驱动编译进kernel，ramdisk就不用了

b)initrd,基于ramdisk的磁盘映像文件；initramfs,基于ramdisk的文件系统

initrd启动该后用free查看memory时候，有一段空间被buffers和cached占用，二次缓存

把内存当磁盘使用九必须要在内存中缓存和缓冲，而当做文件系统则避免双缓冲双缓存

(2)模块文件：/lib/modules/VERSION-release(与内核版本发行号相同的目录)/*

[root@localhost ~]# ls /lib/modules/2.6.32-573.el6.x86_64/kernel/

arch ：与平台相关的特有代码，专有的汇编级的代码

crypto：加密解密组件

drivers：驱动程序

fs ：文件系统

kernel ：内核自己追踪用到的文件

lib：库文件

mm：内存管理功能，memory manage

net：网络功能

sound:和声音相关的驱动程序，单独放出来，因为有很多与声音相关的×××

二、CentOS系列PC架构MBR主机启动流程

POST --> Boot Sequence(BIOS) --> Boot Loader (MBR) --> Kernel(ramdisk) --> rootfs --> switchroot --> /sbin/init -->(/etc/inittab, /etc/init/*.conf) --> 设定运行级别 --> 系统初始化脚本 --> 关闭或启动对应级别下的服务 --> 启动终端

1.POST：加电自检，检查硬件设备是否存在

用于实现POST的代码在主板上ROM(CMOS)芯片上

BIOS：Basic Input and Output System 基本上输入输出系统，固化在ROM芯片上

2.Boot Sequence：

按次序查找各引导设备，第一个有引导程序的设备即为本次启动要用到的设备；

bootloader：引导加载器，程序；

提供一个菜单，允许用户选择要启动的系统或不同的内核版本； 把用户选定的内核装载到RAM中的特定空间中，解压、展开，而后把系统控制权移交给内核；

(1)Windows上引导加载器：ntloader

(2)Linux上引导加载器：

1)LILO：短小精悍的linux加载器，1024柱面之后无法加载，现在多用于安卓手机启动

2)GRUB：Grand Uniform Bootloader统一引导加载器

GRUB 0.X(CentOS 5/6)：Grub Legacy

GRUB 1.X(CentOS 7)：Grub2,完全重写，设计理念上很大改变

3.Kernel实现功能

kernel自身初始化，实现功能

---> 探测可识别到的所有硬件设备；

---> 加载硬件驱动程序；（有可能会借助于ramdisk加载驱动）

---> 以只读方式挂载根文件系统；

---> 运行用户空间的第一个应用程序：/sbin/init

4./sbin/init管理用户空间服务进程

init程序的在不同CentOS版本上类型：

CentOS 5及以前：SysV init     配置文件：/etc/inittab

CentOS 6：Ubantu研发的Upstart       配置文件：/etc/inittab   /etc/init/*.conf

CentOS 7：Systemd      配置文件：/usr/lib/systemd/system/, /etc/systemd/system/

(1)CentOS 5：

SysV init，配置文件：/etc/inittab

[root@localhost ~]# cat  /etc/inittab

id:3:initdefault:    此处 表示默认启动级别为3文本界面，不能为0级别

/etc/inittab文件：每行定义一种action 以及与之对应的process

格式：id:runlevels:action:process

id：一个任务的标识符；

runlevels：在哪些级别启动此任务；#，###，若此处为空则表示所有级别；

action：在什么条件下启动此任务；

wait：等待切换至此任务所在的级别时执行一次；

respawn：再次发起；此任务终止，就自动重新启动；

initdefault：设定默认运行级别；此时process会省略，不是设定任务，而是默认启动级别；

sysinit：设定系统初始化方式，此处一般为指定/etc/rc.d/rc.sysinit脚本(CentOS5和6用到，7无)；

process：任务；

(2)CentOS 6：

init程序：upstart，但依然为/sbin/init，

其配置文件： /etc/init/*.conf, /etc/inittab（仅用于定义默认运行级别）

注意：*.conf为upstart风格的配置文件；各功能切割成片段

init-system-dbus.conf：主要在哪儿启动服务的配置文件

rcS.conf:  系统初始化脚本

start-ttys.conf：启动时的终端数量

rc.conf：启动服务的配置文件

更改默认tty数量文件： [root@localhost init]# cat start-ttys.conf

(3)CentOS 7：不需要任何启动脚本

init程序：systemd，配置文件：/usr/lib/systemd/system/*,  /etc/systemd/system/*

完全兼容SysV脚本机制；因此，service命令依然可用；不过，建议使用systemctl命令来控制服务；

# systemctl  {start|stop|restart|status}  name[.service]

5.启动运行级别初始化控制：/etc/rc.d/rc#.d

(1)系统运行级别：为了系统的运行或维护等目的而设定的机制；

0-6：共7个级别；

0：关机, shutdown

1：单用户模式(single user)，root用户，无须认证；维护模式；

2：多用户模式(multi user)，会启动网络功能，但不会启动NFS；维护模式；

3：多用户模式(mutli user)，完全功能模式；文本界面；

4：预留级别：目前无特别使用目的，但习惯以同3级别功能使用；

5：多用户模式(multi user)， 完全功能模式，图形界面；

6：重启，reboot

1) 默认级别：3, 5

2) 级别切换：init #

3) 级别查看命令：who -r ；  runlevel

(2)/etc/rc.d目录

1)rc #脚本：接受一个运行级别数字为参数；当级别切换时启动或关闭服务

K*：要停止的服务；

K##*，优先级，数字越小，越是优先关闭；依赖的服务先关闭，而后关闭被依赖的；

S*：要启动的服务；

S##*，优先级，数字越小，越是优先启动；被依赖的服务先启动，而依赖的服务后启动；

注意：按照glob通配，数字越小排在前面

2)/etc/rc.d/rc脚本框架(vim /etc/rc.d/rc)

for  srv  in  /etc/rc.d/rc#.d/K*; do

$srv  stop

done

for  srv  in  /etc/rc.d/rc#.d/S*; do

$srv  start

done

(3)/etc/init.d/* (/etc/rc.d/init.d/*)脚本执行方式：

# /etc/init.d/SRV_SCRIPT  {start|stop|restart|status}

# service  SRV_SCRIPT   {start|stop|restart|status}

chkconfig命令：

管理控制/etc/init.d/每个服务脚本在各级别下的启动或关闭状态；

1) 查看：chkconfig  --list   [name]

2) 添加：chkconfig  --add  name

3) 删除：chkconfig  --del  name

4) 修改指定的链接类型：

chkconfig  [--level  LEVELS]  name  <on|off|reset>

--level LEVELS：指定要控制的级别；默认为2345；

5) 能被添加的服务的脚本定义格式：

#!/bin/bash

#

# chkconfig: ###  ## ##       ======注释：运行级别、启动优先级、关闭优先级======

# description:

(4)/etc/rc.d/rc.local脚本：开机自动读取此文件中命令

正常级别下，最后启动的一个服务S99local没有链接至/etc/init.d下的某脚本

而是链接至了/etc/rc.d/rc.local （/etc/rc.local）脚本；

因此，不便或不需写为服务脚本的程序期望能开机自动运行时，直接放置于此脚本文件中即可。

6.系统初始化脚本:/etc/rc.d/rc.sysinit

(1) 设置主机名；

(2) 设置欢迎信息；

(3) 激活udev和selinux；

(4) 挂载/etc/fstab文件中定义的所有文件系统；

(5) 检测根文件系统，并以读写方式重新挂载根文件系统；

(6) 设置系统时钟；

(7) 根据/etc/sysctl.conf文件来设置内核参数；

(8) 激活lvm及软raid设备；

(9) 激活swap设备；

(10) 加载额外设备的驱动程序；

(11) 清理操作；

7.启动终端

tty1:2345:respawn:/usr/sbin/mingetty tty1

... ...

tty6:2345:respawn:/usr/sbin/mingetty tty6

（1）mingetty会调用login程序；

（2）打开虚拟终端的程序除了mingetty之外，还有诸如getty等；

启动开机流程总结：

内核级别：

1. POST做开机启动时候的硬件检测功能

2.BootSequence(BIOS)启动加载主引导分区MBR中的引导加载器程序BootLoader

在LInux现行的BootLoader是三段划分(打破446字节限制)的GRUB程序，

第一段写在BootLoader中

1.5段在其后扇区用于文件系统的引导

2段在boot/grub中提供国土部接口和调用系统内核kernel

3.Kernel识别硬件、加载驱动、只读挂载根文件系统、同时交付给用户空间第一个程序/sbin/init

此处特别要注意，系统发行商为了适应多种硬件接口驱动调用，会在第一次安装系统时候，自动识别硬件接口，并调用唯一驱动程序来生成ramdisk文件，以内存当磁盘做虚根，驱动接口后会切换到真实的根文件系统上

CentOS 5系列是initrd，当磁盘映像文件会造成二次缓存缓冲

CentOS 6/7系列改进为initramfs，以文件系统形式可以不二次占用缓存和缓冲

用户空间级别

4./sbin/init接管后更具其配置文件来初始化

5.更具/sbin/init中的配置会设置默认运行级别，以及一些在/etc/init.d/设置的开机服务

6./etc/rc.d/rc.sysinit运行系统初始化脚本，完成系统初始化

7.关闭对应级别下需要停止的服务，启动对应级别下需要开启的服务

8.设置登录终端 [--> 启动图形终端]

本文出自 “许鼎的博客” 博客，请务必保留此出处http://xuding.blog.51cto.com/4890434/1729925