Linux系統(tǒng)啟動過程分析
主要內(nèi)容：
1. 啟動過程幾個(gè)主要文件簡介
2. 開機(jī)過程詳細(xì)說明
3. 開機(jī)過程詳圖
啟動過程中的幾個(gè)主要文件及其作用：
文件名稱
（按照加載次序列出）
作用
/etc/inittab
定義在進(jìn)入或切換各個(gè)級別時(shí)系統(tǒng)需要執(zhí)行的動作
init在初始化系統(tǒng)時(shí)需要讀取其中配置
/etc/rc.d/rc.sysinit
由init進(jìn)程調(diào)用執(zhí)行
完成下面的初始化工作：
1. 獲取網(wǎng)絡(luò)環(huán)境及主機(jī)類型
2. 測試與載入內(nèi)存設(shè)備/proc及USB設(shè)備/sys
3. 決定是否啟動SELinux
4. 接口設(shè)備的檢測與即插即用(PNP)參數(shù)的測試
5. 用戶自定義模塊的加載
6. 加載核心的相關(guān)設(shè)置
7. 設(shè)置系統(tǒng)時(shí)間
8. 設(shè)置中斷控制臺(console)的字形
9. 設(shè)置RAID與LVM等硬盤功能
10. 以fsak檢驗(yàn)磁盤文件系統(tǒng)
11. 進(jìn)行磁盤配額quota的轉(zhuǎn)換（非必要）
12. 重新以可讀取模式載入系統(tǒng)磁盤
13. 啟動quota的功能
14. 啟動隨機(jī)數(shù)設(shè)備
15. 清除啟動過程中生成的臨時(shí)文件
16. 將啟動相關(guān)信息加載到/var/log/message文件中
/ettc/rc.d/rc
由init進(jìn)程調(diào)用執(zhí)行
根據(jù)制定的運(yùn)行級別，加載或終止相應(yīng)的系統(tǒng)服務(wù)
/etc/rc.local
由rc腳本調(diào)用執(zhí)行
保存用戶定義的徐開機(jī)后自動執(zhí)行的命令
inittab文件說明：
格式： id：runlevels：action ：process
id
用于在inittab文件中唯一標(biāo)識一條記錄,沒有特別的意義
runlevels
用于指定記錄能在哪些級別下運(yùn)行(可以有多個(gè)，表示在相應(yīng)的運(yùn)行級均需要運(yùn)行；也可以為空，為空時(shí)表示0~6都要運(yùn)行)
action
用于指定記錄將執(zhí)行的動作類型
process
用于設(shè)置啟動進(jìn)程所執(zhí)行的動作命令
（字段中進(jìn)程可以是任意的守候進(jìn)程、可執(zhí)行腳本或程序）
inittab文件中每一記錄都從新的一行開始，所以每個(gè)記錄項(xiàng)最多可有512個(gè)字符；
運(yùn)行級(runlevels)就是操作系統(tǒng)當(dāng)前正在運(yùn)行的功能級別。這個(gè)級別從1到6;
當(dāng)運(yùn)行級別改變，并且正在運(yùn)行的程序并沒有在新的運(yùn)行級別中指定需要運(yùn)行，那么init會先發(fā)送一個(gè)SIGTERM 信號終止，然后是SIGKILL. 運(yùn)行級別發(fā)生變化時(shí)，init就會從/etc/inittab運(yùn)行相應(yīng)的命令
文件中有效的action值：
有效的action值
respawn：如果process字段指定的進(jìn)程不存在，則啟動該進(jìn)程，init不等待處理結(jié)束，而是繼續(xù)掃描inittab文件中的后續(xù)進(jìn)程，當(dāng)這樣的進(jìn)程終止時(shí)，init會重新啟動它，如果這樣的進(jìn)程已存在，則什么也不做。
wait：啟動process字段指定的進(jìn)程，必須等到執(zhí)行結(jié)束才去處理inittab中的下一記錄項(xiàng)。
once: 啟動process字段指定的進(jìn)程，不等待處理結(jié)束就去處理下一記錄項(xiàng)。當(dāng)這樣的進(jìn)程終止時(shí)，也不再重新啟動它，在進(jìn)入新的運(yùn)行級別時(shí)，如果這樣的進(jìn)程仍在運(yùn)行，init也不重新啟動它。
boot：只有在系統(tǒng)啟動時(shí)，init才處理這樣的記錄項(xiàng)，啟動相應(yīng)進(jìn)程，并不等待處理結(jié)束就去處理下一個(gè)記錄項(xiàng)。當(dāng)這樣的進(jìn)程終止時(shí)，系統(tǒng)也不重啟它。
bootwait：系統(tǒng)啟動后，當(dāng)?shù)谝淮螐膯斡脩裟Ｊ竭M(jìn)入多用戶模式時(shí)處理這樣的記錄項(xiàng)，init啟動這樣的進(jìn)程，并且等待它的處理結(jié)束，然后再進(jìn)行下一個(gè)記錄項(xiàng)的處理，當(dāng)這樣的進(jìn)程終止時(shí)，系統(tǒng)也不重啟它
off：如果指定的進(jìn)程正在運(yùn)行，init就給它發(fā)SIGTERM警告信號，在向它發(fā)出信號SIGKILL強(qiáng)制其結(jié)束之前等待5秒，如果這樣的進(jìn)程不存在，則忽略這一項(xiàng)。
powerfail：當(dāng)init接到斷電的信號(SIGPWR)時(shí)，處理指定的進(jìn)程。當(dāng)然前提是有U P S和監(jiān)視UPS并通知init電源已被切斷的軟件。RHlinux默認(rèn)沒有列出該選項(xiàng)。
powerwait 當(dāng)init接到斷電的信號(SIGPWR)時(shí)，處理指定的進(jìn)程，但init不會等待正在運(yùn)行的進(jìn)程結(jié)束，并且等到處理結(jié)束才去檢查其他的記錄項(xiàng)。
sysinit: 指定的進(jìn)程在訪問控制臺之前執(zhí)行，這樣的記錄項(xiàng)僅用于對某些設(shè)備的初始化，目的是為了使init在這樣的設(shè)備上向用戶提問有關(guān)運(yùn)行級別的問題，init需要等待進(jìn)程運(yùn)行結(jié)束后才繼續(xù)。
initdefault: 指定一個(gè)默認(rèn)的運(yùn)行級別，只有當(dāng)init一開始被調(diào)用時(shí)才掃描這一項(xiàng)，如果runlevel字段指定了多個(gè)運(yùn)行級別，其中最大的數(shù)字 是默認(rèn)的運(yùn)行級別，如果runlevel字段是空的，init認(rèn)為字段是0123456，于是進(jìn)入級別6，這樣便陷入了一個(gè)循環(huán)，如果inittab文件中沒 有包含initdefault的記錄項(xiàng)，則在系統(tǒng)啟動時(shí)請求用戶為它指定一個(gè)初始運(yùn)行級別
ctrlaltdel：允許init在用戶于控制臺鍵盤上按下Ctrl+Alt+Del組合鍵時(shí)，重新啟動系統(tǒng)。注意，如果該系統(tǒng)放在一個(gè)公共場所，系統(tǒng)管理員可將Ctrl+Alt+Del組合鍵配置為別的行為，比如忽略等。我是設(shè)置成打印一句警告的話了（防止其他人惡意重啟系統(tǒng)）：監(jiān)視到特定的鍵盤組合鍵被按下時(shí)采取的動作，現(xiàn)在還不完善。
開機(jī)過程詳細(xì)說明：
示意圖：
過程說明：
1. BIOS：系統(tǒng)首先由POST(PowerOnSelfTest,上電自檢)程序來對內(nèi)部各個(gè)設(shè)備進(jìn)行檢查；自檢后，就首先按照系統(tǒng)CMOS設(shè)置中保存的啟動順序搜尋軟硬盤驅(qū)動器及CD—ROM、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器等有效地啟動驅(qū)動器，讀入操作系統(tǒng)引導(dǎo)記錄，然后將系統(tǒng)控制權(quán)交給引導(dǎo)記錄，并由引導(dǎo)記錄來完成系統(tǒng)的順利啟動。
注：
硬盤主引導(dǎo)記錄MBR（Master Boot Record）：位于硬盤0磁道0柱面1扇區(qū)，該扇區(qū)共512bytes，其中MBR占446bytes ；MBR所做的唯一的事情就是裝載第二引導(dǎo)裝載程序。
分區(qū)表DPT（Disk Partition Table）占64bytes；
硬盤有效標(biāo)志（Magic Number）占2bytes；
2. 引導(dǎo)扇區(qū)的前446字節(jié)，其中定義如何啟動本硬盤上的系統(tǒng)（根據(jù)分區(qū)表找到對應(yīng)分區(qū)上的內(nèi)核）；而對于Linux，一般多用Grub引導(dǎo)，由于grub相對較大，所以分為兩段式的進(jìn)行引導(dǎo)，第一段存儲于硬盤MBR中，第二段放置于操作系統(tǒng)內(nèi)核所在的分區(qū)上。Grub根據(jù)MBR中第一段找到第二段，繼續(xù)引導(dǎo)，第二段中放置的有GRUB菜單等信息，可以讓用戶選擇需要繼續(xù)引導(dǎo)啟動的系統(tǒng)；并且菜單中指定的有內(nèi)核及RamDisk信息；
3. 根據(jù)用戶選擇將對應(yīng)的內(nèi)核讀到內(nèi)存，解壓展開；然后內(nèi)核開始初始化；初始化完成后需要讀取根分區(qū)（根是一切的起點(diǎn)），這時(shí)候如果系統(tǒng)不是普通磁盤，是scsi或是raid形式時(shí)，就需要先加載相關(guān)的文件系統(tǒng)驅(qū)動來驅(qū)動該磁盤設(shè)備，從而讀取根分區(qū)（雞和蛋問題）；這時(shí)候給內(nèi)核提供了一個(gè)minilinux，即initrd，其中含有內(nèi)核所需的一些基本模塊驅(qū)動，該linux只在內(nèi)存中運(yùn)行。內(nèi)核啟動時(shí)展開該initrd來加載相應(yīng)的驅(qū)動，在該驅(qū)動的補(bǔ)充之下從而掛載上根分區(qū)；
4. 然后運(yùn)行根分區(qū)腳本/sbin/init 來初始化系統(tǒng)；這個(gè)客戶自行程序運(yùn)行會讀取初始化配置文件inittab：在其中順序定義并運(yùn)行的有1.默認(rèn)的運(yùn)行級別 2.默認(rèn)的系統(tǒng)服務(wù)初始化腳本sysinit位置 3.各種運(yùn)行級別；系統(tǒng)會根據(jù)默認(rèn)的運(yùn)行級別，來對應(yīng)執(zhí)行相應(yīng)級別下的腳本，該處腳本是鏈接文件，鏈接到init.d中相對應(yīng)的文件，真正運(yùn)行的是init.d里的腳本）。
注：
rc N;表示用rc腳本去運(yùn)行rc N.d目錄下的腳本；rc腳本就是去執(zhí)行所需級別腳本的功能腳本；
目錄下的文件均為腳本鏈接文件，指向/etc/rc.d/rcN.d/目錄，并且命名時(shí)以S或K開頭，后面跟上0-99的數(shù)字；S代表啟動時(shí)執(zhí)行；K代表關(guān)閉時(shí)執(zhí)行；01-99代表啟動或關(guān)閉的級別（數(shù)字越小越優(yōu)先）
5. 初始化結(jié)束前執(zhí)行最后一個(gè)文件：/etc/rc.d/rc.local，系統(tǒng)會讀取該腳本中的所有命令并執(zhí)行一遍；但是該腳本只在啟動時(shí)執(zhí)行一次，系統(tǒng)關(guān)閉時(shí)不能執(zhí)行，所以不要為了實(shí)現(xiàn)開機(jī)啟動而將某些服務(wù)寫入這個(gè)腳本，那樣會造成服務(wù)關(guān)機(jī)時(shí)的非正常關(guān)閉；
注：
內(nèi)核：模塊化設(shè)計(jì)，大部分設(shè)備模塊是在需要時(shí)加載驅(qū)動，并且大部分模塊的驅(qū)動放置于根分區(qū)上。
開機(jī)詳細(xì)流程圖：
