系统启动流程（CentOS6）

Post加电自检：

开机检查cpu、内存、磁盘等是否存在

Boot Sequence:

BIOS:Basic Input and Output System

按照BIOS设定的次序检查找到各引导设备，第一个有引导程序的设备即为本次需要启动的设备。

bootloader：引导加载器

windows：ntloader

Linux：Linux loader和grub

Grub:  Grand Uniform Bootloader       统一引导加载器

Centos6：Grub 0.X   Grub Legacy     传统版本

Centos7：Grub 1.X   Grub 2             完成重写

Grub功能：提供一个菜单接口，允许用户选择要启动的系统或不同内核版本，把用户选定的内核装载到内存的特定空间中，解压、展开而后把系统控制权交给内核。

1、提供菜单、并提供交互式接口

e:编辑模式，用于编辑菜单

c:命令模式、交互式接口

2、加载用户选择的内核或操作系统

允许传递参数给内核

可隐藏此菜单

3、为菜单提供了保护机制

为编辑菜单进程认知

为启动内核或操作系统进行认证

菜单的配置文件存放在：/boot/grub/grub.conf

Grub分为三部分：第一部分放在bootloader上，第二、三部分放在磁盘分区上。

1、stage1：放在MBR上的bootloader（可以当成是一个小的系统）

MBR：Master Boot Record （硬盘的主引导记录）  512bytes  放在0磁道0柱面1扇区

446bytes：bootloader

64bytes：记录分区表

2bytes: 魔术，55AA，检验MBR是否有效

2、stage1.5：文件系统接口，具有常见文件系统的识别能力，使得grub可以从不同的文件系统中读取并加载内核。

主要是让stage1能识别stage2所在的分区上的文件系统。

3、stage2：磁盘分区 (/boot/grub/），加载内核。

grub引导程序：

磁盘开始读取0磁道0柱面1扇区（MBR）,MBR的bootloader程序被Grub中的stage1所写入，stage1并不能直接引导内核，因为内核和stage2是存放在磁盘分区上，而stage1并不能识别存放在磁盘上的stage2，所以需要引导stage1.5,通过stage1.5来识别stage2的文件系统格式，从而加载stage2并放入内存中，stage2存放在磁盘上，所以大小可以超过512bytes,所以是不能把grub放到MBR中去，所以只能把grub的stage1放入到MBR的bootloader中。stage2因为有足够大，所以可以提供菜单，背景图片等.

因为磁盘只有格式化成文件系统才能被系统读取，所以stage1必须通过stage1.5来识别stage2，然后去读取stage2上的menu.ist

（grub.conf的软链接）文件来显示系统引导菜单，识别不同的菜单选项（指令），从而去完成vmlinuz 和 initrd 的加载，这就是整个grub引导程序。

内核（vmlinuz）:       存放在磁盘分区上（/boot）

运行中的系统环境可分为两层：

1、用户空间：（线程和进程）

2、内核空间：（内核代码）

特点：单内核设计，支持模块化，模块化运行时可动态装载或卸载

组成部分：

kernel：内核核心，一般为bzp_w_picpath,通常位于/boot目录，名称为vmlinuz-VERSION-release

kernel object：内核模块，一般放置于/lib/modules/VERSION-release

内核的功能：进程管理、网络管理（tcp/ip）、驱动程序（内核模块构成）、安全管理、内存管理、文件系统管理

内核的特性之一：使用缓冲和缓存来加速对磁盘上的文件访问         ramdisk

ramdisk：辅助性文件，并非必须，这取决于内核是否能直接驱动rootfs所在的设备，是一个简装版的根文件系统；

根文件系统表示为：bin，sbin,lib,lib64,usr/bin,.............(前面没有/，是因为真正的/还在磁盘上)

ramdisk怎么生成的：在操作系统安装时动态创建的。

centos5：initrd (initialized ram disk)    初始化RAM磁盘

文件生成工具： mkinitrd

centos6/7：initramfs

文件生成工具：dracut,mkinitrd

在grub去完成内核的加载之前，会先把initramfs先装入内存，该文件的作用是生成一个RAM磁盘，并在其上面形成一个根文件系统，内核在访问真正的磁盘上的根文件系统前会访问这个RAM上的根文件系统，因为RAM上的文件系统/lib/modules有硬件驱动程序，所以内核可以去读取磁盘上的根文件系统，并把磁盘上真正的根（/）挂载上去，initramfs会执行swtichroot来切换根文件系统到真实的文件系统中去

。intitramfs执行完后返回到内核，然后内核自身初始化，完了内核就去条用真正文件系统上的init。

grub在用户选定内核后把内核装载到内存的特定空间，解压，然后把控制权交给内核后，内核会完成自身的初始化：                                             1、探测可识别到的所有硬件设备：

2、加载硬件驱动程序；（有的驱动不受控制，有可能会借助于ramdisk加载驱动）

3、以只读方式挂载根文件系统:readonly（避免内核有BUG）

4、运行用户空间的第一个应用程序：/sbin/init

为什么会使用initramfs，主要是作用是使引导过程更为灵活，为了在各种硬件平台上启动，将所有的硬件驱动都放在内核当中显然是不现实的，initramfs的作用就是加载硬件驱动模块，使得内核只包含最基本的硬件驱动即可，将加载不同的硬件驱动的任务交给initramfs。

/sbin/init：

[root@localhost boot]# pstree
init─┬─auditd───{auditd}               //父进程就是init├─crond├─dhclient├─master─┬─pickup│        └─qmgr├─6*[mingetty]├─rsyslogd───3*[{rsyslogd}]├─sshd───sshd───bash───pstree└─udevd───2*[udevd]

由内核启动的第一个用户级进程。

init程序的类型：

Centos5以下：SysVinit    /sbin/init

配置文件：/etc/inittab

Centos6       : Upstart    依然为/sbin/init

配置文件：/etc/init/*.conf，/etc/inittab(仅用于定义级别)

Centos7       : Systemd   /sbin/systemd

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

系统初始化：    /etc/rc.d/rc.sysinit

/sbin/init通过调用/etc/init/rcS.conf脚本来传递信息给/etc/rc.d/rc.sysinit脚本执行系统初始化。

/etc/rc.d/rc.sysinit执行了哪些功能：

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、检测文件系统，并已读写方式重新挂载根文件系统    //内核只是已只读方式挂载根文件系统

6、设置系统时钟

7、根据/etc/sysctl.conf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

[root@localhost init]# cat rcS.conf
# rcS - runlevel compatibility
#
# This task runs the old sysv-rc startup scripts.
#
# Do not edit this file directly. If you want to change the behaviour,
# please create a file rcS.override and put your changes there.start on startupstop on runleveltask# Note: there can be no previous runlevel here, if we have one it's bad
# information (we enter rc1 not rcS for maintenance).  Run /etc/rc.d/rc
# without information so that it defaults to previous=N runlevel=S.
console output
pre-start scriptfor t in $(cat /proc/cmdline); docase $t inemergency)start rcS-emergencybreak;;esacdone
end script
exec /etc/rc.d/rc.sysinit    //执行初始化脚本

运行级别：为了系统的运行或者维护等目的而设定的机制

/sbin/init通过调用/etc/inittab脚本来获取默认运行级别，并把参数传给/etc/init/rc.conf脚本

[root@localhost ~]# cat /etc/inittab
# inittab is only used by upstart for the default runlevel.
# Default runlevel. The runlevels used are:
#   0 - halt (Do NOT set initdefault to this)
#   1 - Single user mode
#   2 - Multiuser, without NFS (The same as 3, if you do not have networking)
#   3 - Full multiuser mode
#   4 - unused
#   5 - X11
#   6 - reboot (Do NOT set initdefault to this)
#
id:3:initdefault:

[root@localhost init]# cat rc.conf
# rc - System V runlevel compatibility
#
# This task runs the old sysv-rc runlevel scripts.  It
# is usually started by the telinit compatibility wrapper.
#
# Do not edit this file directly. If you want to change the behaviour,
# please create a file rc.override and put your changes there.start on runlevel [0123456]stop on runlevel [!$RUNLEVEL]taskexport RUNLEVEL
console output
exec /etc/rc.d/rc $RUNLEVEL    //把运行级别传递给/etc/rc.d/rc 脚本

0：关机，shutdown

1：单用户模式，root

2：多用户模式，会启动网络功能，但不会启动NFS

3：多用户模式，完成功能模式，文本界面

4：预留级别，无其他功能，和3一同使用

5：多用户模式，完成功能模式，图形界面

6：重启，reboot

各个级别之间可以切换，init #

查看级别： who -r /runlevel

            [root@localhost boot]# init 5[root@localhost boot]# who -rrun-level 5  2016-03-26 15:53                   last=3

开启和关闭各对应运行级别下的服务： /etc/rc.d/rcX.d

/etc/init/rc.conf脚本传递运行级别参数给/etc/rc.d/rc脚本，让rc脚本执行运行级别下的各个服务，开启或关闭。

id : runlevels : action : process

id：一个任务的表示符

runlevel ：在哪些级别下启动此任务：#，####，也可以为空，表示所有级别

action：在什么条件下执行此任务

wait：等待切换至此任务所在的级别时执行一次

respawn：一旦任务终止时，就自动重新启动之

initdefault：设定默认级别，此时，process省略

sysinit：设定初始化方式，一般指/etc/rc.d/rc.sysinit 脚本

process：任务

l0:0：wait：/etc/rc.d/rc 0

传递一个参数给rc脚本，一旦切换至此运行级别，就去停止或者启动/etc/rc.d/rc0.d目录下的服务器所控制的服务。

此目录下都是软链接文件，源文件存放在/etc/init.d/*。

K*：要停止的服务，K10，10表示优先级，越小越先关闭，依赖的服务先关闭，被依赖的服务后关闭

S*：要启动的服务，K10，10表示优先级，越小越先开启，被依赖的服务先开启，依赖的服务后开启。

启动最后一个脚本： /etc/rc.d/rc.local

[root@localhost rc.d]# cat rc.local
#!/bin/sh
#
# This script will be executed *after* all the other init scripts.
# You can put your own initialization stuff in here if you don't
# want to do the full Sys V style init stuff.touch /var/lock/subsys/local

可以把需要开机启动或关闭程序或者执行事务加入到此脚本中，该命令自动执行。

登录界面 ： 输入账号密码

到这CentOS6的启动流程就结束了。