Linux系統(tǒng)啟動(dòng)過(guò)程

1、Unix operating systemUnix operating systemLinux系統(tǒng)啟動(dòng)過(guò)程 Linux系統(tǒng)的啟動(dòng)分5個(gè)階段，每個(gè)階段都完成不同的啟動(dòng)任務(wù)。本章以Linux和x86平臺(tái)為例，剖析從打開(kāi)計(jì)算機(jī)電源到計(jì)算機(jī)屏幕出現(xiàn)登錄歡迎界面的整個(gè)Linux啟動(dòng)過(guò)程，并重點(diǎn)介紹啟動(dòng)中涉及的主要配置文件以及管理工具。Unix operating systemUnix operating systemUnix operating systemUnix operating systemLinux系統(tǒng)啟動(dòng)過(guò)程 由于在Linux系統(tǒng)的啟動(dòng)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)非常多的提示信息，而且很多啟動(dòng)信息都是在屏幕

2、上一閃而過(guò)，所以對(duì)于很多Linux系統(tǒng)的初學(xué)者來(lái)說(shuō)，可能會(huì)覺(jué)得Linux的啟動(dòng)過(guò)程非常神秘和復(fù)雜。其實(shí)Linux系統(tǒng)的啟動(dòng)過(guò)程并不是大家想象中的那么復(fù)雜，其過(guò)程可以分為5個(gè)階段。Unix operating systemUnix operating system 1BIOS加電自檢 2加載主引導(dǎo)加載程序（MBR） 3加載次引導(dǎo)加載程序（GRUB） 4Linux內(nèi)核映像 5init進(jìn)程Unix operating systemUnix operating system1 Linux系統(tǒng)啟動(dòng)過(guò)程簡(jiǎn)介Unix operating systemUnix operating system2 BIOS加電

3、自檢post 檢測(cè)外圍設(shè)備 檢測(cè)啟動(dòng)設(shè)備（硬盤(pán)、光盤(pán)、網(wǎng)絡(luò)） 如果是硬盤(pán)啟動(dòng)則讀取與執(zhí)行啟動(dòng)設(shè)備的第一個(gè)扇區(qū)Unix operating systemUnix operating systemUnix operating systemUnix operating system硬件時(shí)鐘和軟件時(shí)鐘設(shè)置Unix operating systemUnix operating system3 引導(dǎo)加載程序 GRUB是Linux默認(rèn)的引導(dǎo)加載程序，其引導(dǎo)過(guò)程又可以分為啟動(dòng)主引導(dǎo)加載程序和啟動(dòng)次引導(dǎo)加載程序兩個(gè)階段。本節(jié)將介紹GRUB在這兩個(gè)階段中的啟動(dòng)過(guò)程，以及介紹GRUB配置文件/boot/grub/g

4、rub.conf中的各種選項(xiàng)的使用。Unix operating systemUnix operating system3.1 引導(dǎo)加載程序的啟動(dòng) Linux默認(rèn)安裝的引導(dǎo)加載程序是GRUB，是目前最常用的Linux引導(dǎo)加載程序。其引導(dǎo)過(guò)程分為兩個(gè)階段，第一階段是保存在MBR中的主引導(dǎo)加載程序的加載。MBR中的主引導(dǎo)加載程序是一個(gè)512字節(jié)大小的映像，其中包含有機(jī)器的二進(jìn)制代碼和一個(gè)小分區(qū)表。主引導(dǎo)加載程序的任務(wù)就是查找并加載保存在硬盤(pán)分區(qū)上的次引導(dǎo)加載程序，它通過(guò)分區(qū)表查找活動(dòng)分區(qū)，然后將活動(dòng)分區(qū)的次引導(dǎo)加載程序從設(shè)備讀入內(nèi)存中并運(yùn)行，進(jìn)入引導(dǎo)加載程序的第二階段。Unix operating

5、 systemUnix operating systemUnix operating systemUnix operating system 次引導(dǎo)加載程序也被稱為內(nèi)核加載程序，這個(gè)階段的任務(wù)是加載Linux內(nèi)核。一旦次引導(dǎo)加載程序被加載到內(nèi)存中后，便會(huì)顯示GRUB的圖形界面，在該界面中用戶可以通過(guò)上下方向鍵選擇需要加載的操作系統(tǒng)以及它們的內(nèi)核。Unix operating systemUnix operating system3.1 引導(dǎo)加載程序的啟動(dòng)Unix operating systemUnix operating systemGRUB GRUB的配置文件為 /boot/grub/gr

6、ub.conf #ls l /etc/grub.conf 這個(gè)文件為一個(gè)軟鏈接文件，指向/boot/grub/grub.confUnix operating systemUnix operating system5.3.2 GRUB配置 GRUB的配置主要通過(guò)修改/boot/grub/目錄下的grub.conf文件來(lái)完成，用戶可以通過(guò)VI或者在圖形界面中使用文件編輯工具打開(kāi)該文件進(jìn)行編輯。 #vi /etc/grub.conf 1default選項(xiàng)：定義缺省啟動(dòng)系統(tǒng) 2timeout選項(xiàng)：定義缺省等待時(shí)間 3splashimage選項(xiàng)：定義GRUB界的圖片 4hiddenmenu選項(xiàng)：隱藏菜單

7、 5title選項(xiàng)：定義菜單單向ing稱 6root （hdx,y）：設(shè)置grub所在分區(qū) 7kernel選項(xiàng)：定義內(nèi)核文件所在位置 8. initrd選項(xiàng)：定義文件加載鏡像文件Unix operating systemUnix operating systemgrub.conf的范例：timeout=10#等待10秒自動(dòng)進(jìn)入默認(rèn)操作系統(tǒng)splashimage=(hd0,0)/grub/splash.xpm.gz #grub啟動(dòng)背景畫(huà)面default=0#默認(rèn)進(jìn)入第一個(gè)標(biāo)題title Red Hat Linux (2.4.20-18)#Red Hat Linux標(biāo)題root (hd0,0)#根

8、文件系統(tǒng)位置kernel /vmlinuz-2.4.20-18 ro root=LABEL=/ #核心位置與核心加載參數(shù)initrd /initrd-2.4.20-18.img#啟動(dòng)initrd ram盤(pán)title windows#另一個(gè)操作系統(tǒng)的標(biāo)題rootnoverify (hd0,1)#操作系統(tǒng)存放在hd0,1上，不要在grub里mountchainloader +1#從hd0,1的第一個(gè)扇面啟動(dòng)Unix operating systemUnix operating systemUnix operating systemUnix operating systemUnix operatin

9、g systemUnix operating system4 liunx4 liunx內(nèi)核內(nèi)核 內(nèi)核工作流程 內(nèi)核安裝包 vmlinuz-x.x.xUnix operating systemUnix operating system4.1 內(nèi)核映像 Linux內(nèi)核獲得控制權(quán)后，將會(huì)按以下步驟繼續(xù)引導(dǎo)系統(tǒng)。 （1）內(nèi)核映像首先會(huì)檢測(cè)系統(tǒng)中的硬件設(shè)備，包括內(nèi)存、CPU、硬盤(pán)等，對(duì)這些設(shè)備進(jìn)行初始化并配置。 （2）內(nèi)核映像是經(jīng)過(guò)壓縮的，接下來(lái)它要對(duì)自身進(jìn)行解壓，同時(shí)加載必要的設(shè)備驅(qū)動(dòng)。Unix operating systemUnix operating system （3）初始化與文件系統(tǒng)相關(guān)的虛

10、擬設(shè)備，如LVM或者軟件RAID等。 （4）裝載根文件系統(tǒng)（/），把根文件系統(tǒng)掛載到根目錄下。 （5）完成引導(dǎo)后，Linux內(nèi)核會(huì)在其進(jìn)程空間內(nèi)加載init程序，并把控制器交給init進(jìn)程，由init進(jìn)程繼續(xù)完成接下來(lái)的系統(tǒng)引導(dǎo)工作。Unix operating systemUnix operating system4.2 內(nèi)核核心版本命名規(guī)則主版本號(hào)、次版本號(hào)、補(bǔ)丁級(jí)數(shù)linux附加參數(shù)：發(fā)布號(hào)顯示當(dāng)前系統(tǒng)的內(nèi)核信息（#uname r）Ls l /boot/vmlinuz 2Unix operating systemUnix operating system4.3、vmlinu

11、z-x.x.x系統(tǒng)引導(dǎo)內(nèi)核文件（vmlinuz）是可引導(dǎo)的、壓縮的內(nèi)核。Linux能夠使用硬盤(pán)空間作為虛擬內(nèi)存，因此得名“vm”。vmlinuz是可執(zhí)行的Linux內(nèi)核，它的解壓程序也在內(nèi)核當(dāng)中 。內(nèi)核文件存放 在/boot目錄中。Unix operating systemUnix operating system內(nèi)核映像Unix operating systemUnix operating system5 init進(jìn)程 init進(jìn)程是Linux系統(tǒng)所有進(jìn)程的起點(diǎn)，內(nèi)核在完成內(nèi)核引導(dǎo)后，便會(huì)加載init進(jìn)程，其進(jìn)程號(hào)是恒定為1。init進(jìn)程啟動(dòng)后，會(huì)初始化操作系統(tǒng)，

12、并啟動(dòng)特定的運(yùn)行級(jí)別（Runlevel）下的自動(dòng)運(yùn)行程序。 同時(shí)，向PID為0的內(nèi)核調(diào)度器（kernel）獲得CPU時(shí)間。Unix operating systemUnix operating system5.1 init進(jìn)程簡(jiǎn)介 內(nèi)核映像在完成引導(dǎo)后，便會(huì)啟動(dòng)init進(jìn)程。init進(jìn)程對(duì)應(yīng)的執(zhí)行文件為/sbin/init，它是系統(tǒng)中所有進(jìn)程的發(fā)起者和控制者，所有的進(jìn)程都是由它所衍生。如果init進(jìn)程出現(xiàn)問(wèn)題，系統(tǒng)中的其他進(jìn)程也會(huì)隨之而受影響。 1作為所有進(jìn)程的父進(jìn)程參照對(duì)象 2運(yùn)行不同級(jí)別的程序Unix operating systemUnix operating system 內(nèi)核進(jìn)程in

13、it 查看 #ps -ls | moreUnix operating systemUnix operating systeminittab Vi /etc/inittabUnix operating systemUnix operating system5.2 init進(jìn)程的引導(dǎo)過(guò)程 當(dāng)init進(jìn)程獲得控制權(quán)后，它首先會(huì)執(zhí)行/etc/rc.d/rc.sysinit腳本，根據(jù)腳本中的代碼配置環(huán)境變量、配置網(wǎng)絡(luò)、啟用Swap、檢查并掛載文件系統(tǒng)、執(zhí)行其他系統(tǒng)初始化所必須的步驟等。 Unix operating systemUnix operating system6 重啟和關(guān)閉系統(tǒng) Linux下常

14、用的關(guān)機(jī)/重啟命令有shutdown、root、halt以及init，它們都可以達(dá)到重啟系統(tǒng)的目的，但每個(gè)命令的過(guò)程過(guò)程都有所不同。在本節(jié)的內(nèi)容中將會(huì)介紹這些命令的使用方法，以及它們之間的區(qū)別，希望讀者經(jīng)過(guò)本節(jié)的學(xué)習(xí)后可以靈活使用這些命令，完成系統(tǒng)的關(guān)機(jī)和重啟。Unix operating systemUnix operating system6.1 shudown命令：關(guān)閉或重啟系統(tǒng) 使用shutdown命令可以安全地重啟或關(guān)閉系統(tǒng)。當(dāng)用戶執(zhí)行shutdown命令后，系統(tǒng)會(huì)通知所有已經(jīng)登錄的用戶系統(tǒng)將要關(guān)閉，然后拒絕任何新的用戶登錄，同時(shí)向系統(tǒng)中進(jìn)程發(fā)送SIGTERM信號(hào)，這樣就可以讓?xiě)?yīng)用程

15、序有足夠的時(shí)間提交數(shù)據(jù)。啟動(dòng)或關(guān)閉系統(tǒng)是通過(guò)向init進(jìn)程發(fā)送信號(hào)，要求它改變運(yùn)行級(jí)別來(lái)實(shí)行的。其中，級(jí)別0被用來(lái)關(guān)閉系統(tǒng)，級(jí)別6為重啟系統(tǒng)，級(jí)別1為單用戶模式。shutdown命令的格式如下： shutdown -t sec -arkhncfFHP time warning-messageUnix operating systemUnix operating system5.6.2 halt命令：關(guān)閉系統(tǒng) halt是關(guān)閉系統(tǒng)的快捷命令。執(zhí)行halt命令其實(shí)是相當(dāng)于執(zhí)行帶“-h”選項(xiàng)的shutdown命令。halt命令的格式如下所示。 halt -n -w -d -f -i -p -hUnix

16、 operating systemUnix operating system5.6.3 reboot命令：重啟系統(tǒng) reboot是重啟系統(tǒng)的快捷命令。執(zhí)行該命令，相當(dāng)于執(zhí)行帶“-r”選項(xiàng)的shutdown命令。該命令的格式如下： reboot -n -w -d -f -i -p -hUnix operating systemUnix operating system5.6.4 init命令：改變運(yùn)行級(jí)別 Linux系統(tǒng)共有7個(gè)不同的運(yùn)行級(jí)別：0、1、2、3、4、5、6，使用init命令，可以改變系統(tǒng)當(dāng)前的運(yùn)行級(jí)別。其命令格式如下： init -a -s -b -z xxx 0123456Ss

17、Unix operating systemUnix operating system0 關(guān)機(jī)關(guān)機(jī)1 單用戶模式（文本模式單用戶模式（文本模式）2 多用戶模式但不支持多用戶模式但不支持NFS（文本模式）（文本模式）3 多用戶（文本模式多用戶（文本模式）4 暫無(wú)定義暫無(wú)定義5 多用戶圖形界面模式多用戶圖形界面模式6 重啟計(jì)算機(jī)重啟計(jì)算機(jī)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)作為核心加載參數(shù)被指定系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)作為核心加載參數(shù)被指定未被指定的情況下，系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)從未被指定的情況下，系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)從/etc/inittab中讀取中讀取在系統(tǒng)運(yùn)行中，在系統(tǒng)運(yùn)行中，root用戶鍵入用戶鍵入init 0-6來(lái)切換模式來(lái)切換模式。Unix ope

18、rating systemUnix operating system從從/etc/sysctl.conf中讀取核心參數(shù)中讀取核心參數(shù)設(shè)置系統(tǒng)時(shí)鐘設(shè)置系統(tǒng)時(shí)鐘載入載入keymap激活激活swap分區(qū)分區(qū)設(shè)置主機(jī)名設(shè)置主機(jī)名檢查根文件系統(tǒng)并掛載檢查根文件系統(tǒng)并掛載加載加載Raid設(shè)備設(shè)備激活磁盤(pán)限額激活磁盤(pán)限額檢查并掛載其他文件系統(tǒng)檢查并掛載其他文件系統(tǒng)清除失效鎖及清除失效鎖及PID文件文件Unix operating systemUnix operating system/etc/rc.d/rcX.d對(duì)應(yīng)/etc/rc.d/init.d/目錄下的鏈接鏈接文件開(kāi)頭是S，表示啟動(dòng)；開(kāi)頭是K，則表示關(guān)

19、閉。Unix operating systemUnix operating systemUnix operating systemUnix operating system5.6.5 通過(guò)圖形界面關(guān)閉系統(tǒng) 要注銷當(dāng)前用戶，可以在系統(tǒng)面板上選擇【系統(tǒng)】|【注銷】命令，打開(kāi)如圖5.12所示的對(duì)話框。單擊【注銷】按鈕，系統(tǒng)將注銷當(dāng)前的登錄用戶，并退出到用戶登錄界面。如果要關(guān)閉該對(duì)話框并返回桌面，可單擊【取消】按鈕。如果用戶不單擊任何按鈕，系統(tǒng)將會(huì)在60秒后自動(dòng)注銷當(dāng)前的登錄用戶。Unix operating systemUnix operating system5.7 系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)常見(jiàn)的問(wèn)題處理 Li

20、nux救援模式是解決系統(tǒng)無(wú)法正常引導(dǎo)的最有效的解決方法，用戶應(yīng)該要熟練掌握進(jìn)入Linux救援模式的方法。對(duì)于安裝了多系統(tǒng)的環(huán)境，經(jīng)常會(huì)由于重裝Windows或者重新進(jìn)行分區(qū)，導(dǎo)致GRUB被覆蓋或者無(wú)法引導(dǎo)Linux，本節(jié)也會(huì)對(duì)這些問(wèn)題給出具體的解決方法。Unix operating systemUnix operating system7.1 進(jìn)入Linux救援模式 當(dāng)因?yàn)槟承┰驅(qū)е聼o(wú)法通過(guò)正常引導(dǎo)進(jìn)入系統(tǒng)（例如GRUB損壞或者誤刪除了某些重要的系統(tǒng)配置文件）或需要進(jìn)行某些特殊的系統(tǒng)維護(hù)任務(wù)（例如忘記了root用戶的口令需要進(jìn)行重置）時(shí)，就需要使用Linux救援模式。 分析：進(jìn)入單用戶模式（類似于windows的安全模式）重新設(shè)置root密碼 開(kāi)機(jī)進(jìn)入GRUB界面，按e進(jìn)入編輯行模式，選擇kernel行，再次按e鍵，在新的界面最后一行輸入空格1