Linux如何启动流程?Linux启动流程详解

Linux如何启动流程?Linux启动流程详解,第1张

当用户打开电源后,BIOS开机自检,确定启动设备,安装启动设备,启动设备上面安装的GRUB开始引导Linux,Linux首先先进行内核引导,通过跟切换,执行init程序,init程序确定启动级别,根据启动级别进行系统初始化和运行的服务,然后返回init启动终端,用户通过验证成功登陆Shell,这就是一个从开机到登陆的启动过程。

一、硬件引导启动

当用户打开电源后POST开始自检,检测硬件设备是否确实或者存在故障(是否影响正常开机),如果不影响正常开机,就把任务交给BIOS。BIOS通过搜索,安装启动确定启动设备,启动项为硬盘,BIOS去读取硬盘的前512字节到内存,找到BootLoader,确定GRUB

二、GRUB引导启动内核

这一部分概况起来就是:GRUB程序加载执行并开始引导kernel程序

Boot Loader就是在 *** 作系统内核运行之前运行的一小段程序。通过GRUB引导可以确定内核程序,因为引导扇区只有446字节,GRUB只是一个小的程序安装在里面,真正使用的在MBR后面的扇区存放,我们想使用Bootloader GRUB功能必须读取后面的文件,Bootloader GRUB功能程序的运行和加载配置选项分为三个阶段

Stage1阶段:

Stage1阶段其实就是执行系统安装时预先写入到MBR的Bootloader中的程序。

Stage1阶段的任务仅是将硬盘0柱面0磁道2扇区的内容读入内存并执行,它是Stage1.5阶段或Stage2阶段的入口,引导进入Stage1.5阶段或Stage2阶段。 在此Stage1阶段,还没有识别文件系统的能力。

Stage1.5阶段:

stage1.5阶段是stage1阶段和stage2阶段的中间桥梁。stage1.5阶段具有识别启动分区文件系统的能力,此后GRUB程序便有能力去访问/boot分区下/grub目录下的 stage2文件,并将stage2载入内存执行。

Stage2阶段

Stage2阶段执行时,首先会解析GRUB程序的配置文件grub.conf,并依配置文件决定是否显示系统启动菜单。然后加载内核镜像到内存中,通过initrd程序建立RAMDisk内存虚拟根文件系统。此时控制权将转交给内核程序。

三、内核引导启动

这一部分主要是通过在内存中建立虚拟根文件系统实现相关设备的驱动并建立和切换到真正的根文件系统。

解压内核镜像加载到内存,以及initrd程序建立RAMDisk内存虚拟根文件系统后,内核开始驱动基本硬件,并调用虚拟根文件系统中的init程序加载驱动模块初始化系统中各种设备的相关配置工作,其中包括CPU、I/O、存储设备等。当所需的驱动程序加载完后,会根据grub.conf配置文件中“root=XXX”部分所指定的内容创建一个根设备,然后将根文件系统以只读的方式挂载,并切换到真正的根文件系统上,同时调用系统进程的/sbin/init程序,进入系统初始化阶段。

四、系统初始化

这一步是通过/sbin/init,init程序准备软件运行坏境,启动系统服务

通过/etc/inittab文件确定运行级别,然后去执行系统初始化脚本/etc/rc.sysinit,为用户初始化用户空间环境,在完成初始化后,根据运行级别,系统开始对应级别的目录启动服务,关闭那些不要的服务(里面S99local ->../rc.local)用户自动服务启动脚本

运行级别:为系统运行或维护等目的而设定;0-6:7个级别

0:关机

1:单用户模式(root自动登录), single, 维护模式

2: 多用户模式,启动网络功能,但不会启动NFS;维护模式

3:多用户模式,正常模式;文本界面

4:预留级别;可同3级别

5:多用户模式,正常模式;图形界面

6:重启

默认级别:3, 5

切换级别:init #

查看级别:runlevel who -r

五、启动终端,用户登录

这一步是用户登录shell过程

如果没有改变级别,默认情况执行/sbin/mingetty打开6个纯文本终端,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。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。更多Linux介绍请查看《Linux就该这么学》。

很多时候,我们需要将一些服务在Linux系统启动时即自动运行,省得每次都要去手动启动一遍,如Redis, MySQL, Nginx等。本文对CentOS与Ubuntu下开机自启动的配置方法进行整理,供参考查阅。

rc.local是CentOS以前版本的方式,在CentOS7中仍然以兼容的形式存在,虽仍可用,但不推荐(推荐使用systemd service)。

1、编写需要开机自启动的脚本,并添加执行权限

作为测试,上述脚本打印一个时间到/tmp/test.log文件中

2、在/etc/rc.d/rc.local配置文件中添加脚本运行命令(使用绝对路径)

3、添加/etc/rc.d/rc.local文件的执行权限

在centos7中,/etc/rc.d/rc.local没有执行权限,需要手动授权

以上三步,即可使/root/test_rclocal.sh >/dev/null 2>/dev/null 命令在服务器系统启动时自动运行。

1、编写需要开机自启动的测试脚本,并添加执行权限

2、在/etc/rc.d/init.d/目录下添加一个可执行脚本testchkconfig

上述testchkconfig脚本的头部必须遵循一定的格式 # chkconfig: 2345 90 10, 其中2345指定服务在哪些执行等级中开启或关闭,90表示启动的优先级(0-100,越大优先级越低),10表示关闭的优先级。执行等级包括

3、加入开机启动服务列表

使用 chkconfig --list 可查看当前加入开机自启动的服务列表,但如Note部分所述,该命令只显示SysV服务,不包含原生的systemd服务,查看systemd服务可使用systemctl list-unit-files命令。

以上三步,即可使/root/test_chkconfig.sh >/dev/null 2>/dev/null 命令在服务器系统启动时自动运行。

chkconfig的其它命令参考

CentOS7的systemd服务脚本存放在:/usr/lib/systemd/system(系统级)/usr/lib/systemd/user(用户级)下,以.service结尾。这里以nginx为例

1、在/usr/lib/systemd/system目录下创建nginx.service文件

其中Service部分的Type包括如下几种类型:

2、 开启开机自启动

以上两步,就将nginx服务配置成了在 *** 作系统启动时自动启动。

其它命令参考

从字面看是PID文件不可读,查看/var/run/nginx.pid,该文件也确实不存在,查看nginx.conf配置文件,发现是pid /var/run/nginx.pid这行配置被注释掉了, 如果不指定pid文件位置,nginx默认会把pid文件保存在logs目录中。所以出现systemd启动服务时找不到pid文件而报错,将nginx.conf中的pid配置注释去掉,重启nginx.service即可。

在Ubuntu18.04中,主要也是以systemd服务来实现开机自启动,systemd默认读取/etc/systemd/system/下的配置文件,该目录下的一些文件会链接到/lib/systemd/system/下的文件。

因此可以在/etc/systemd/system/目录下面创建一个自启动服务配置,以内网穿透服务frp客户端为例,如

各配置项与CentOS类似。然后将服务器加到自启动列表中并启动服务

其它更多systemctl命令与CentOS类似。

也可以使用/lib/systemd/system/rc-local.service来执行一些开机需要执行的脚本,该文件内容为

从Description看它是为了兼容之前版本的/etc/rc.local的,该服务启动命名就是/etc/rc.local start,将该文件链接到/etc/systemd/system下

创建/etc/rc.local文件,并赋予可执行权限

作者:半路雨歌

链接:https://juejin.cn/post/6844904104515338248

1)初始化RAM因为Linux内核一般都会在RAM中运行,所以在调用Linux内核之前Bootloader必须设置和初始化RAM,为调用Linux内核做好准备。初始化RAM的任务包括设置CPU的控制寄存器参数,以便能正常使用RAM以及检测RAM大小等。

2)初始化串口端口在Linux的启动过程中有着非常重要的作用,它是Linux内核和用户交互的方式之一。Linux在启动过程中可以将信息通过串口输出,这样便可清楚的了解Linux的启动过程。虽然它并不是Bootloader必须要完成的工作,但是通过串口输出信息是调试Bootloader和Linux内核的强有力的工具,所以一般的Bootloader都会在执行过程中初始化一个串口作为调试端口。

3)检测处理器类型Bootloader在调用Linux内核前必须检测系统的处理器类型,并将其保存到某个常量中提供给Linux内核。Linux内核在启动过程中会根据该处理器类型调用相应的初始化程序。

4)设置Linux启动参数Bootloader在执行过程中必须设置和初始化Linux的内核启动参数。

5)调用Linux内核映像Bootloader完成的最后一项工作便是调用Linux内核。如果Linux内核存放在Flash中,并且可直接在上面运行(这里的Flash指NorFlash),那么可直接跳转到内核中去执行。但由于在Flash中执行代码会有种种限制,而且速度也远不及RAM快,所以一般的嵌入式系统都是将Linux内核拷贝到RAM中,然后跳转到RAM中去执行。


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原文地址: http://outofmemory.cn/yw/12097253.html

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