CentOS 啟動流程

流程圖：

   系統初始化流程：

POST --> Boot Sequence(BIOS) --> Boot Loader (MBR) --> Kernel(ramdisk) --> rootfs --> switchroot --> /sbin/init 

  用戶空間初始化流程：

 /sbin/init [/etc/inittab或/etc/init/*.conf]--> /etc/rc.d/rc.sysinit --> /etc/rc.d/rc0-9.d --> /etc/rc.local

 設置默認運行級別 --> 運行系統初始化腳本，完成系統初始化 --> 關閉對應級別下需要停止的服務，啟動對應級別下需要開啟的服務 --> 設置登錄終端 --> 啟動圖形終端

概述啟動流程：

    一：post加電自檢，將BIOS映射進CPU可以查找的線性地址空間，使得cpu可以讀取主板上rom設備中的BIOS程序，通過rom加載內存(ram)并檢查當前設備硬件是否存在

    二：BootSequence按次序查找各引導設備,根據BIOS中設置的啟動次序去加載對應設備的MBR

    三：bootloader根據MBR的分區表，查找操作系統所在的分區，并通過grub加載操作系統的內核，此時將內核裝載入內存，在內存中解壓縮

    四：kernel進行自身初始化，探測可識別的硬件設備，并借助ramdisk加載boot目錄下的initrd或initramfs文件中裝載驅動模塊（ramdisk中包含著initrd或initramfs）

    五：以只讀方式掛載根文件系統

    六：運行/etc/inittab中的程序設定默認運行級別

    七：運行/etc/rc.d/rc.sysinit系統初始化腳本

    八：運行/etc/rc.d/rc0-9.d 關閉或啟動對應級別下的服務

    九：運行/etc/rc.local系統初始化完成以后，程序自動加載的最后一個腳本

詳細剖析：

    一：POST加電自檢將BIOS映射進CPU可以查找的線性地址空間，使得cpu可以讀取主板上rom設備中的程序BIOS，通過rom加載內存(ram)并檢查當前設備硬件是否存在

  二：BootSequence按次序查找各引導設備,根據BIOS中設置的啟動次序去加載對應設備的MBR

            MBR：Master Boot Record (512bytes)

            446bytes：存放bootloader

            64bytes：存放分區表

            2byte：判斷MBR是否有效的標識55AA為有效

  三： bootloader：引導加載器，程序 

            提供一個菜單，允許用戶選擇要啟動的系統或不同的內核版本； 把用戶選定的內核裝載到RAM中的特定空間中，解壓、展開，而后把系統控制權移交給內核；

            (1)Windows上引導加載器：ntloader

            (2)Linux上引導加載器：

                   LILO：古老的linux加載器，1024柱面之后無法加載，繼而被grub所取代，現在多用于安卓手機啟動

                   grub：提供一個菜單，允許用戶選擇要啟動的系統或不同的內核版本， 把用戶選定的內核裝載到RAM中的特定空間中，解壓、展開，而后把系統控制權移交給內核；

                        stage1：grub第一階段存在MBR中，用于引導stage2

                        stage1_5:在MBR之后的扇區中，識別常見的不同的文件系統的

                        stage2:位于/boot/grub目錄下，配置文件是/etc/grub.conf,功用：向上看

四：內核初始化：

    當stage2被載入系統執行時，它首先會去解析grub的配置文件/boot/grub/grub.conf，然后加載內核鏡像到內存中，并將控制權轉交給內核，內核會立即初始化系統中各設備并做相關的配置工作，其中包括CPU、I/O、存儲設備等，并且以讀寫的方式掛載根文件系統，此時涉及到一個"先有雞還是先有蛋的問題"

     要想訪問根文件系統（rootfs）,首先就得加載根文件系統中的驅動程序，而加載驅動程序需要先掛載根文件系統。為了解決這個問題：Linux設備驅動程序的加載，有一部分驅動程序直接被編譯進內核鏡像中，另一部分則是以模塊的形式存放在initrd(ramdisk)中。內核啟動被分成了兩個階段，第一階段先執行initrd文件系統中的init，完成加載驅動模塊等任務，第二階段才會執行真正的根文件系統中的/sbin/init進程

五：/etc/inittab：設定默認運行級別

    init程序在不同CentOS版本上的類型：

      CentOS-5 SysV init 配置文件：/etc/inittab

      CentOS-6 Upstart   配置文件：/etc/inittab /etc/init/*.conf

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

六：運行系統初始化腳本，完成系統初始化

     運行/etc/rc.d/rc.sysinit

        (1) 設置主機名；

    (2) 設置歡迎信息；

    (3) 激活udev和selinux；

    (4) 掛載/etc/fstab文件中定義的所有文件系統；

    (5) 檢測根文件系統，并以讀寫方式重新掛載根文件系統；

    (6) 設置系統時鐘；

    (7) 根據/etc/sysctl.conf文件來設置內核參數；

    (8) 激活lvm及軟raid設備；

    (9) 激活swap設備；

    (10) 加載額外設備的驅動程序；

    (11) 清理操作；

七：關閉或啟動對應級別下的服務/etc/rc.d/rc#.d

       0-6：共7個級別；

  0：關機, shutdown

  1：單用戶模式(single user)，root用戶，無須認證；維護模式；

  2：多用戶模式(multi user)，會啟動網絡功能，但不會啟動NFS；維護模式；

  3：多用戶模式(mutli user)，完全功能模式；文本界面；

  4：預留級別：目前無特別使用目的，但習慣以同3級別功能使用；

  5：多用戶模式(multi user)， 完全功能模式，圖形界面；

  6：重啟，reboot

    1) 默認級別：3, 5

    2) 級別切換：init #

    3) 級別查看命令：who -r ；  runlevel

八：運行/etc/rc.local系統初始化完成以后，程序自動加載的腳本

        系統啟動最后執行的一個腳本

九：啟動終端

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

   ... ...

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

（1）mingetty會調用login程序；

（2）打開虛擬終端的程序除了mingetty之外，還有諸如getty等；