Linux操作系统启动流程

一般来说,所有的操作系统的启动流程基本就是:

总的来说,linux系统启动流程可以简单总结为以下几步:
1)开机BIOS自检,加载硬盘。
2)读取MBR,进行MBR引导。
3)grub引导菜单(Boot Loader)。
4)加载内核kernel。
5)启动init进程,依据inittab文件设定运行级别
6)init进程,执行rc.sysinit文件。
7)启动内核模块,执行不同级别的脚本程序。
8)执行/etc/rc.d/rc.local
9)启动mingetty,进入系统登陆界面。

linux系统安装时,如果要想设置开启启动项,可以:
开机到BIOS提醒界面,按键F11(Dell服务器的做法)进入BIOS设置BOOT MENU,继而设置启动项:硬盘HD启动,光盘CD/DVD启动,还是U盘USB启动。

下面就linux操作系统的启动过程做一详细解析记录:

加载内核
操作系统接管硬件以后,首先读入 /boot 目录下的内核文件。


1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

[[email protected] ~]# ll /boot/

total 21668

-rw-r--r--. 1 root root   105195 Nov 22  2013 config-2.6.32-431.el6.x86_64

drwxr-xr-x. 3 root root     1024 Aug 22 16:31 efi

drwxr-xr-x. 2 root root     1024 Aug 22 16:32 grub

-rw-------. 1 root root 15217153 Aug 22 16:32 initramfs-2.6.32-431.el6.x86_64.img

drwx------. 2 root root    12288 Aug 22 16:24 lost+found

-rw-r--r--. 1 root root   193758 Nov 22  2013 symvers-2.6.32-431.el6.x86_64.gz

-rw-r--r--. 1 root root  2518236 Nov 22  2013 System.map-2.6.32-431.el6.x86_64

-rwxr-xr-x. 1 root root  4128368 Nov 22  2013 vmlinuz-2.6.32-431.el6.x86_64

启动初始化进程
内核文件加载以后,就开始运行第一个程序 /sbin/init,它的作用是初始化系统环境。

由于init是第一个运行的程序,它的进程编号(pid)就是1。其他所有进程都从它衍生,都是它的子进程。

确定运行级别
许多程序需要开机启动。它们在Windows叫做"服务"(service),在Linux就叫做"守护进程"(daemon)。
init进程的一大任务,就是去运行这些开机启动的程序。但是,不同的场合需要启动不同的程序,比如用作服务器时,需要启动Apache,用作桌面就不需要。Linux允许为不同的场合,分配不同的开机启动程序,这就叫做"运行级别"(runlevel)。也就是说,启动时根据"运行级别",确定要运行哪些程序。

Linux预置七种init运行级别(0-6):
0:关机模式    (相当于poweroff)
1:单用户模式
2:无网络支持的多用户模式
3:有网络支持的多用户模式(也就是文本模式,工作中最常用的模式)
4:保留,未使用
5:有网络支持的X-windows支持多用户模式(也就是桌面图形模式)
6: 重新引导系统,即重启    (相当于reboot)

init进程首先读取文件 /etc/inittab,它是运行级别的设置文件。
如果打开它,可以看到第一行是这样的:
[[email protected] ~]# cat /etc/inittab 
....
id:3:initdefault:

initdefault的值是3,表明系统启动时的运行级别为3。如果需要指定其他级别,可以手动修改这个值。
那么,运行级别3有哪些什么程序呢,系统怎么知道每个级别应该加载哪些程序呢?
答案是每个运行级别在/etc目录下面,都有一个对应的子目录,指定要加载的程序。

  /etc/rc0.d
  /etc/rc1.d
  /etc/rc2.d
  /etc/rc3.d
  /etc/rc4.d
  /etc/rc5.d
  /etc/rc6.d

上面目录名中的"rc",表示run command(运行程序),最后的d表示directory(目录)。下面让我们看看 /etc/rc3.d 目录中到底指定了哪些程序。


1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

[[email protected] ~]# ll /etc/rc3.d/

total 0

lrwxrwxrwx. 1 root root 19 Aug 22 16:30 K10saslauthd -> ../init.d/saslauthd

lrwxrwxrwx. 1 root root 18 Aug 22 16:47 K15svnserve -> ../init.d/svnserve

lrwxrwxrwx. 1 root root 15 Aug 23 16:21 K25squid -> ../init.d/squid

lrwxrwxrwx. 1 root root 19 Dec 23 13:14 K45memcached -> ../init.d/memcached

lrwxrwxrwx. 1 root root 20 Aug 22 16:30 K50netconsole -> ../init.d/netconsole

lrwxrwxrwx. 1 root root 13 Dec 21 17:45 K60nfs -> ../init.d/nfs

lrwxrwxrwx. 1 root root 20 Dec 21 17:45 K69rpcsvcgssd -> ../init.d/rpcsvcgssd

lrwxrwxrwx. 1 root root 17 Nov 24 14:45 K75ntpdate -> ../init.d/ntpdate

lrwxrwxrwx. 1 root root 20 Aug 22 16:31 K87multipathd -> ../init.d/multipathd

lrwxrwxrwx. 1 root root 21 Aug 22 16:30 K87restorecond -> ../init.d/restorecond

lrwxrwxrwx. 1 root root 15 Aug 22 16:30 K89rdisc -> ../init.d/rdisc

lrwxrwxrwx. 1 root root 22 Aug 22 16:31 S02lvm2-monitor -> ../init.d/lvm2-monitor

lrwxrwxrwx. 1 root root 16 Aug 22 16:31 S07iscsid -> ../init.d/iscsid

lrwxrwxrwx. 1 root root 19 Aug 22 16:30 S08ip6tables -> ../init.d/ip6tables

lrwxrwxrwx. 1 root root 18 Aug 22 16:30 S08iptables -> ../init.d/iptables

lrwxrwxrwx. 1 root root 17 Aug 22 16:30 S10network -> ../init.d/network

lrwxrwxrwx. 1 root root 16 Aug 22 16:31 S11auditd -> ../init.d/auditd

lrwxrwxrwx. 1 root root 17 Aug 22 16:30 S12rsyslog -> ../init.d/rsyslog

lrwxrwxrwx. 1 root root 15 Dec 21 17:45 S13iscsi -> ../init.d/iscsi

lrwxrwxrwx. 1 root root 17 Dec 21 17:45 S13rpcbind -> ../init.d/rpcbind

lrwxrwxrwx. 1 root root 17 Dec 21 17:45 S14nfslock -> ../init.d/nfslock

lrwxrwxrwx. 1 root root 19 Aug 22 16:31 S15mdmonitor -> ../init.d/mdmonitor

lrwxrwxrwx. 1 root root 17 Dec 21 17:45 S19rpcgssd -> ../init.d/rpcgssd

lrwxrwxrwx. 1 root root 26 Aug 22 16:31 S25blk-availability -> ../init.d/blk-availability

lrwxrwxrwx. 1 root root 15 Aug 22 16:30 S25netfs -> ../init.d/netfs

lrwxrwxrwx. 1 root root 19 Aug 22 16:30 S26udev-post -> ../init.d/udev-post

lrwxrwxrwx. 1 root root 18 Oct 25 11:49 S50onealert -> ../init.d/onealert

lrwxrwxrwx. 1 root root 14 Aug 22 16:31 S55sshd -> ../init.d/sshd

lrwxrwxrwx. 1 root root 16 Oct 26 09:47 S56xinetd -> ../init.d/xinetd

lrwxrwxrwx. 1 root root 17 Aug 22 16:30 S80postfix -> ../init.d/postfix

lrwxrwxrwx. 1 root root 15 Aug 22 16:30 S90crond -> ../init.d/crond

lrwxrwxrwx. 1 root root 11 Aug 22 16:30 S99local -> ../rc.local

可以看到:
字母S表示Start,也就是启动的意思(启动脚本的运行参数为start)
如果这个位置是字母K,就代表Kill(关闭),即如果从其他运行级别切换过来,需要关闭的程序(启动脚本的运行参数为stop)。
后面的两位数字表示处理顺序,数字越小越早处理,所以第一个启动的程序是motd,然后是rpcbing、nfs......数字相同时,则按照程序名的字母顺序启动,所以rsyslog会先于sudo启动。
这个目录里的所有文件(除了README),就是启动时要加载的程序。如果想增加或删除某些程序,不建议手动修改 /etc/rcN.d 目录,最好是用一些专门命令进行管理(参考这里和这里)。

加载开机启动程序
前面提到,七种预设的"运行级别"各自有一个目录,存放需要开机启动的程序。不难想到,如果多个"运行级别"需要启动同一个程序,那么这个程序的启动脚本,就会在每一个目录里都有一个拷贝。这样会造成管理上的困扰:如果要修改启动脚本,岂不是每个目录都要改一遍?
Linux的解决办法,就是七个 /etc/rcN.d 目录里列出的程序,都设为链接文件,指向另外一个目录 /etc/init.d ,真正的启动脚本都统一放在这个目录中。init进程逐一加载开机启动程序,其实就是运行这个目录里的启动脚本。

下面就是链接文件真正的指向


1

2

[[email protected] ~]# ls -l /etc/rc3.d

lrwxrwxrwx. 1 root root 10 Aug 22 16:30 /etc/rc3.d -> rc.d/rc3.d

这样做的另一个好处,就是如果你要手动关闭或重启某个进程,直接到目录 /etc/init.d 中寻找启动脚本即可。
比如,我要重启iptables服务器,就运行下面的命令:
[[email protected] ~]# /etc/init.d/iptables restart

/etc/init.d 这个目录名最后一个字母d,是directory的意思,表示这是一个目录,用来与程序 /etc/init 区分。

用户登录
开机启动程序加载完毕以后,就要让用户登录了。

一般来说,用户的登录方式有三种:命令行登录、ssh登录、图形界面登录。这三种情况,都有自己的方式对用户进行认证。
1)命令行登录:init进程调用getty程序(意为get teletype),让用户输入用户名和密码。输入完成后,再调用login程序,核对密码(Debian还会再多运行一个身份核对程序/etc/pam.d/login)。如果密码正确,就从文件 /etc/passwd 读取该用户指定的shell,然后启动这个shell。
2)ssh登录:这时系统调用sshd程序(Debian还会再运行/etc/pam.d/ssh ),取代getty和login,然后启动shell。
3)图形界面登录:init进程调用显示管理器,Gnome图形界面对应的显示管理器为gdm(GNOME Display Manager),然后用户输入用户名和密码。如果密码正确,就读取/etc/gdm3/Xsession,启动用户的会话。

进入 login shell
所谓shell,简单说就是命令行界面,让用户可以直接与操作系统对话。用户登录时打开的shell,就叫做login shell。

Linuix默认的shell是Bash,它会读入一系列的配置文件。上一步的三种情况,在这一步的处理,也存在差异。
1)命令行登录:首先读入 /etc/profile,这是对所有用户都有效的配置;然后依次寻找下面三个文件,这是针对当前用户的配置。
  ~/.bash_profile
  ~/.bash_login
  ~/.profile
需要注意的是,这三个文件只要有一个存在,就不再读入后面的文件了。比如,要是 ~/.bash_profile 存在,就不会再读入后面两个文件了。
2)ssh登录:与第一种情况完全相同。
3)图形界面登录:只加载 /etc/profile 和 ~/.profile。也就是说,~/.bash_profile 不管有没有,都不会运行。

打开 non-login shell
老实说,上一步完成以后,Linux的启动过程就算结束了,用户已经可以看到命令行提示符或者图形界面了。但是,为了内容的完整,必须再介绍一下这一步。
用户进入操作系统以后,常常会再手动开启一个shell。这个shell就叫做 non-login shell,意思是它不同于登录时出现的那个shell,不读取/etc/profile和.profile等配置文件。

non-login shell的重要性,不仅在于它是用户最常接触的那个shell,还在于它会读入用户自己的bash配置文件 ~/.bashrc。大多数时候,我们对于bash的定制,都是写在这个文件里面的。
你也许会问,要是不进入 non-login shell,岂不是.bashrc就不会运行了,因此bash 也就不能完成定制了?事实上,Debian已经考虑到这个问题了,请打开文件 ~/.profile,可以看到下面的代码:
  if [ -n "$BASH_VERSION" ]; then
    if [ -f "$HOME/.bashrc" ]; then
      . "$HOME/.bashrc"
    fi
  fi
  
上面代码先判断变量 $BASH_VERSION 是否有值,然后判断主目录下是否存在 .bashrc 文件,如果存在就运行该文件。第三行开头的那个点,是source命令的简写形式,表示运行某个文件,写成"source ~/.bashrc"也是可以的。
因此,只要运行~/.profile文件,~/.bashrc文件就会连带运行。但是上一节的第一种情况提到过,如果存在~/.bash_profile文件,那么有可能不会运行~/.profile文件。解决这个问题很简单,把下面代码写入.bash_profile就行了。
  if [ -f ~/.profile ]; then
    . ~/.profile
  fi
 
这样一来,不管是哪种情况,.bashrc都会执行,用户的设置可以放心地都写入这个文件了。
Bash的设置之所以如此繁琐,是由于历史原因造成的。早期的时候,计算机运行速度很慢,载入配置文件需要很长时间,Bash的作者只好把配置文件分成了几个部分,阶段性载入。系统的通用设置放在 /etc/profile,用户个人的、需要被所有子进程继承的设置放在.profile,不需要被继承的设置放在.bashrc。
顺便提一下,除了Linux以外, Mac OS X 使用的shell也是Bash。但是,它只加载.bash_profile,然后在.bash_profile里面调用.bashrc。而且,不管是ssh登录,还是在图形界面里启动shell窗口,都是如此。

转载。。。为方便学习

原文地址:https://www.cnblogs.com/liang-io/p/9651656.html

时间: 2024-10-17 09:08:18

Linux操作系统启动流程的相关文章

linux操作系统启动流程和光盘镜像制作

1.简述linux操作系统启动流程 POST (加电自检):自检主要硬件设备如:CPU.内存.硬盘是否正常,以及输入输出设备是否存在问题等. BIOS(Boot Sequence):BIOS(基本的输入输出系统)装载在硬件芯片CMOS之上,自检时会启动这个程序,并根据CMOS上的配置信息去读取其他的硬件信息,检测正常之后进行硬件设备的初始化. 读取MBR:引导加载程序,在MBR(主引导记录)中,主要功能是识别,加载系统的核心文件,并提交到内存中运行来启动对应的系统. Kernel运行:Kerne

Linux操作系统启动流程浅析

启动BIOS程序 当电源键按下之后,BIOS(Basic nput Output System)就会由主板上的闪存来运行.BIOS程序会把自己解压缩到系统的内存之中,然后读取CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)内存储的信息(例如系统时间,启动设备顺序等)来对系统进行配置.同时进行自检(POST:Power-On Self Test).检测系统的硬件是否存在问题,自检通过之后,BIOS会加载第一启动设备的MBR(Master Boot Reco

浅谈-LINUX 操作系统启动过程

LINUX 操作系统启动过程 通过一段时间的学习已经对linux有了一定的了解,接下来就开始研究一下linux 操作系统的启动过程吧.当然这是为了让大家比较容易发现linux启动过程中容易发生问题的地方以及解决办法. 目录 一.简述 二.详解 1.BIOS加电自检 2.读取MBR 三.加载内核 1.Grub引导分为三个阶段 2.Stage1.5阶段存在的原因 3.详解三阶段引导过程 四.调用init进程 1.init的功能作用 2.init初始化流程 3.init 执行 run-level 的各

Linux操作系统启动管理器GRUB

转载:http://58vpn.blog.sohu.com/309434214.html [GRUB是什么]GNU GRUB(简称"GRUB")是一个来自GNU项目的启动引导程序.GRUB是多启动规范的实现,它允许用户可以在计算机内同时拥有多个操作系统,并在计算机启动时选择希望运行的操作系统.GRUB可用于选择操作系统分区上的不同内核,也可用于向这些内核传递启动参数.GRUB是在计算机启动后运行的第一个程序,他是用来负责加载.传输控制到操作系统的内核,一旦把内核挂载,系统引导管理器的任

linux操作系统启动流程一

linux系统的启动流程: POST --> BootSequence(BIOS) --> bootloader --> kernel [-->ramfs] --> rootfs[ro]--> /sbin/init --> 设定默认运行级别 --> 进行系统初始化 --> 并行执行ctrl+alt+del热键功能定义,系统服务的开启和关闭,电源的管理,dbus管理 -->登录提示符 在我们linux系统的启动过程中存在着这样的启动流程,下面我们一

Linux操作系统启动管理器-grub

一.GRUB简介 GRUB(GRand Unified Bootloader简称"GRUB")是一个来自GNU项目的多操作系统启动程序.GRUB是多启动规范的实现,它允许用户可以在计算机内同时拥有多个操作系统,并在计算机启动时选择希望运行的操作系统.GRUB可用于选择操作系统分区上的不同内核,也可用于向这些内核传递启动参数. =================================================================================

Linux基础--系统启动流程

基本上Linux的启动过程如图所示,不同版本之间可能有一些细微的差别,后面再做介绍,但总体上就是这样一个流程. 从机器上电开始,首先直接将ROM芯片中的BIOS程序加载到内存中运行.BIOS程序首先进行POST(Power On Self Test),即硬件自检,自检通过则按照BIOS中Boot Sequence中定义启动顺序去找相应设备上的0号扇区,尝试寻找其中的BootLoader程序. 如果找到了BootLoader程序则将其加载到内存中,将系统控制权交给BootLoader.而BootL

linux 笔记--系统启动流程

POST(开机自检)-->BIOS(boot seqvence)-->MBR(boot loader)-->kernel-->initrd-->sbin/init 内核设计:    单内核:linux  轻量级线程    微内核:windows 支持多线程内核位置:/lib/modules 以版本号命名的目录 ldd 路径:显示共享库的依赖关系(which查看命令的绝对路径) 启动的服务不同,运行的级别也不相同:     0 halt 关机    6 reboot 重启  

linux开机系统启动流程

启动流程 1,按下电源 2,bios自检:主要检测主机硬件设备如:cpu,内存.硬盘等显卡设备是否正常,在测试完成后,会按照bios的系统设置顺序来启动. 3,系统引导 MBR:硬盘的0柱面,0磁头,一扇区称为主引导扇区.它由三部分组成,主引导程序(Bootloader),硬盘的分区表(Disk Partition table)和硬盘有效标志(55AA) 4,linux内核启动 bootloader 为引导加载程序,它的主要功能为 1,提供菜单,允许用户选择启动的系统或不同的内核版本 2,加载选