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CentOS系统启动流程
概述：系统启动流程是Linux一个重要的内容，深入了解启动流程会对我们学习Linux起到一个顺水推舟的作用。因为CentOS 7改动较大，所以下面的内容只是针对CentOS 5和6来说的。下面进入正题。
启动流程：
第一步：POST加电自检
此过程的就是为了检测一下外界的硬件设备是否能够正常运行，如CPU，内存设备，硬盘等等这些硬件设备是否可以正常工作。
第二步：BIOS选择启动方式
BIOS对于经常基础计算机的人应该不会陌生，特别是那些经常装系统的人，它就是列出几个选项，让你选择以什么方式来启动系统，常见的有硬盘启动，光盘，以及网络方式启动。
第三步：BootLoader
这个步骤略有复杂，但是其实现的功能就是，引导加载系统中的核心文件，并提交到内存运行，它会列出一个grub菜单，其中的选项是我们操作系统的内核，你选择的内核文件会被加载至内存中运行。
引导加载器grub:找到内核文件，提供grub菜单
1）Stage 1，读取MBR，目的是为了驱动stage2所在的分区(stage2上存放的是内核文件以及rootfs的文件系统驱动)
2）Stage 1.5，通过Stage1可以识别到stage2所在的分区，然而分区上的文件系统是需要文件系统驱动程序的，stage 1.5就是为了stage2提供文件系统驱动的（在0柱面1扇区后面的63个扇区中存储）
3）通过stage1和1.5，stage2将挂载(一般为/boot分区)，此时stage2，将提供一个内核选择菜单，并且stage2分区内还有一个ramdisk或者ramfs文件，其为一个临时的根文件系统，其中包含了真正的rootfs所需要的驱动文件
注意：ramdisk临时根文件系统是在安装操作系统后临时生成的，它在安装操作系统后，能扫描当前主机硬盘设备的型号，并找到相关驱动做成一个临时根
代码分析：
[root@localhost testdir]# cp /boot/initramfs-2.6.32-642.el6.x86_64.img . //将/boot下的ramfs文件拷贝至当前目录 [root@localhost testdir]# zcat initramfs-2.6.32-642.el6.x86_64.img |cpio -id //将其解压缩 140023 blocks [root@localhost testdir]# ls //其包含的内如如下，因为是临时的根文件，所以目录结构也类似于我们的rootfs，其中包含rootfs所需要的文件系统的驱动 bin dracut-004-409.el6 init initqueue-settled lib netroot pre-trigger sbin tmp cmdline emergency initqueue initqueue-timeout lib64 pre-mount pre-udev sys usr dev etc initqueue-finished initramfs-2.6.32-642.el6.x86_64.img mount pre-pivot proc sysroot var [root@localhost testdir]#
第四步：加载内核文件
通过上面所选择的内核文件，来将其加载至内存中解压缩，分为以下四个步骤
1）探测可识别到的所有硬件设备。
2）加载硬件驱动程序（可能借助于ramdisk/ramfs加载驱动）
3）以只读方式挂载根文件系统
4）运行用户空间的第一个应用程序：/sbin/init
注意：其中Ramdisk/ramfs即stage2所在分区的rootfs文件系统驱动的文件，有了内核文件及所需要的rootfs的文件系统驱动，为避免内核文件有bug或者人为操作问题，先以只读方式挂载rootfs
代码分析：
第五步：Init程序初始化
1）根据init的配置文件获取到运行级别信息，并获取系统初始化脚本的文件路径。（CentOS 5的init文件为/etc/inittab，CentOS6将/etc/inittab文件拆分为多个文件）
init的配置文件：
CentOS 5：采用SysV init方式，其特点是启动用户空间的服务程序，通常通过脚本进行，有依赖关系的服务将被串行启动，这也导致了CentOS 5的启动过程相当缓慢，配置文件为/etc/inittab
CentOS 6：采用Upstart的方式，其特点是类似于并行启动；配置文件：/etc/inittab,/etc/init/*.conf
2）读取系统初始化脚本/etc/rc.d/rc.sysinit,并按照脚本内容执行，作用如下：
(1) 设置主机名
(2) 设置欢迎信息
(3) 激活udev和selinux
(4) 挂载/etc/fstab文件中定义的文件系统
(5) 检测根文件系统，并以读写方式重新挂载根文件系统
(6) 设置系统时钟
(7) 激活swap设备
(8) 根据/etc/sysctl.conf文件设置内核参数
(9) 激活lvm及software raid设备
(10) 加载额外设备的驱动程序
(11) 清理操作
3)根据前面获取的运行级别，运行/etc/rc.d/rc脚本文件
/etc/rc.d/目录下有几个rc#.d(#号数字，也就是代表运行级别)，其目录下文件为链接文件，其指向/etc/init.d/下的服务脚本文家，根据在/etc/inittab获取的默认运行级别和/etc/rc#.d下的链接文件，来启动和关闭系统的服务，想必现在也能联想到了为什么不同级别下启动的服务不相同，为什么有的服务开机启动，有的却关闭
/etc/rc#.d/下的链接文件以K或者S开头，K表示开机要被停止的服务，S表示开机要被启动的服务，而且服务脚本都会有一个优先级，
K*:K##*：##运行次序；数字越小，越先运行；数字越小的服务，通常为依赖到别的服务
S*:S##*：##运行次序；数字越小，越先运行；数字越小的服务，通常为被依赖到的服务
[root@localhost boot]# cd /etc/rc.d [root@localhost rc.d]# ls init.d rc rc0.d rc1.d rc2.d rc3.d rc4.d rc5.d rc6.d rc.local rc.sysinit [root@localhost rc.d]# cd rc.3.d root@localhost rc.d]# cd rc3.d [root@localhost rc3.d]# ls K01dnsmasq K35vncserver K88wpa_supplicant S08ip6tables S14nfslock S26lm_sensors S95anacron K02avahi-dnsconfd K50netconsole K89dund S08iptables S15mdmonitor S26lvm2-monitor S95atd K02NetworkManager K50snmpd K89netplugd S08mcstrans S18rpcidmapd S28autofs S97rhnsd K05conman K50snmptrapd K89pand S10network S19rpcgssd S55sshd S97rhsmcertd K05saslauthd K69rpcsvcgssd K89rdisc S11auditd S22messagebus S56cups S97yum-updatesd K05wdaemon K73ypbind K99readahead_later S12restorecond S25bluetooth S56rawdevices S98avahi-daemon K10psacct K74ipmi S00microcode_ctl S12syslog S25netfs S57vmware-tools-thinprint S99firstboot K15httpd K74nscd S03vmware-tools S13cpuspeed S25pcscd S80sendmail S99local K15svnserve K74ntpd S04readahead_early S13irqbalance S26acpid S85gpm S99smartd K20nfs K85mdmpd S05kudzu S13iscsi S26haldaemon S90crond K24irda K87multipathd S07iscsid S13portmap S26hidd S90xfs
注意：在2345级别的/etc/rc#.d目录下都会有一个rc.local，它其实也是一个链接文件，链接到/etc/rc.d/rc.local，它并不是启动文件，而是一个普通的文件，不过它的优先级最小，所以最后启动，如果你想要开机做一些什么操作，可以写到这个脚本里面。
[root@localhost rc3.d]# find /etc/ -name *local /etc/rc.d/rc2.d/S99local /etc/rc.d/rc5.d/S99local /etc/rc.d/rc3.d/S99local /etc/rc.d/rc4.d/S99local
代码分析：以下为CentOS 5中的/etc/inittab文件
id:3:initdefault: //获取默认运行级别；3代表运行级别
# System initialization.
si::sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit //执行/etc/rc.d/rc.sysinit系统初始化脚本
// 根据前面获取到的默认运行级别，执行/etc/rc.d/rc脚本文件
l0:0:wait:/etc/rc.d/rc 0
l1:1:wait:/etc/rc.d/rc 1
l2:2:wait:/etc/rc.d/rc 2
l3:3:wait:/etc/rc.d/rc 3
l4:4:wait:/etc/rc.d/rc 4
l5:5:wait:/etc/rc.d/rc 5
l6:6:wait:/etc/rc.d/rc 6
//下面为/etc/rc.d/rc脚本中的一段代码
# First, run the KILL scripts.
for i in /etc/rc$runlevel.d/K* ; do //这是一个for循环，根据前面获取的默认级别信息，来关闭/etc/rc#.d/下的服务
check_runlevel "$i" || continue
# Check if the subsystem is already up.
subsys=${i#/etc/rc$runlevel.d/K??}
[ -f /var/lock/subsys/$subsys -o -f /var/lock/subsys/$subsys.init ] || continue
# Bring the subsystem down.
if LC_ALL=C egrep -q "^..*init.d/functions" $i ; then
$i stop //stop 关闭服务！
else
action $"Stopping $subsys: " $i stop
fi
done
# Now run the START scripts.
for i in /etc/rc$runlevel.d/S* ; do //这也是个for循环，与上面相反，是启动/etc/rc#.d/下面对应的脚本文件
check_runlevel "$i" || continue
# Check if the subsystem is already up.
subsys=${i#/etc/rc$runlevel.d/S??}
[ -f /var/lock/subsys/$subsys -o -f /var/lock/subsys/$subsys.init ] && continue
# If we‘re in confirmation mode, get user confirmation
if [ -f /var/run/confirm ]; then
confirm $subsys
test $? = 1 && continue
fi
update_boot_stage "$subsys"
# Bring the subsystem up.
if [ "$subsys" = "halt" -o "$subsys" = "reboot" ]; then
export LC_ALL=C
exec $i start //启动服务
fi
if LC_ALL=C egrep -q "^..*init.d/functions" $i || [ "$subsys" = "single" -o "$subsys" = "local" ]; then
$i start //启动服务
else
action $"Starting $subsys: " $i start
fi
done 下图为系统启动时服务开启的界面
第六步：启动终端
根据前面获取的默认运行级别来启动终端，如果运行级别为5，则启动图形界面
第七步：用户登录
系统启动流程结束！
问题总结：
在此之前，一直有几点问题困惑着我，我对它们做了一下总结
1）内核文件在磁盘上，系统还没有启动，系统还没有启动，/目录也没有挂载，去哪里寻找内核文件？
问题解答:系统会先挂载启动分区/boot，内核文件包括内核根文件系统的文件系统驱动在此分区上存放。
[root@localhost boot]# ls config-2.6.32-642.el6.x86_64 grub lost+found System.map-2.6.32-642.el6.x86_64 efi initramfs-2.6.32-642.el6.x86_64.img symvers-2.6.32-642.el6.x86_64.gz vmlinuz-2.6.32-642.el6.x86_64 You have new mail in /var/spool/mail/root [root@localhost boot]# ll
2)上面问题的继续，即使你先挂载/boot分区，/boot分区系统的系统驱动在哪里呢
问题解答：从以下代码得知，分区信息是从1柱面开始的，那么0柱面被狗吃了么？答案是没有被狗吃，MBR存放在了0柱面，0磁道的第一个扇区内，但是它只占据了512个字节，因为0柱面包括了好多扇区，后面的扇区就是为了存放/boot分区的文件系统驱动的。stage1->stage1.5->stage2这个过程就是为了挂载/boot分区，而其中的stage1.5就是寻找/boot分区的文件系统驱动的。
[root@localhost ~]# df //df查看/目录的挂在分区 Filesystem 1K-blocks Used Available Use% Mounted on /dev/sda2 7858552 5884648 1568264 79% / /dev/sda1 295561 16787 263514 6% /boot tmpfs 511932 0 511932 0% /dev/shm [root@localhost ~]# fdisk -l //查看磁盘分区信息 Disk /dev/sda: 10.7 GB, 10737418240 bytes 255 heads, 63 sectors/track, 1305 cylinders Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes Device Boot Start End Blocks Id System /dev/sda1 * 1 38 305203+ 83 Linux //注意到，起始柱面是从1柱面开始的，根据此前所学内容，第一个柱面是0柱面 /dev/sda2 39 1048 8112825 83 Linux /dev/sda3 1049 1305 2064352+ 82 Linux swap / Solaris
3）加载内核后，为避免bug或者人为操作失误，rootfs先以只读方式挂载，只读方式挂载怎么写数据呢？
问题解答：内核在读取到init程序后，其中有一个系统初始化脚本，即/etc/rc.d/rc.sysinit脚本，其中有一段代码如下，在这rootfs会被重新以读写方式挂载。
remount_needed() {
local state oldifs
[ "$READONLY" = "yes" ] && return 1
state=`LC_ALL=C awk ‘/ \/ / && ($3 !~ /rootfs/) { print $4 }‘ /proc/mounts`
oldifs=$IFS
IFS=","
for opt in $state ; do
if [ "$opt" = "rw" ]; then
IFS=$oldifs
return 1
fi
done
IFS=$oldifs
return 0
}
# Remount the root filesystem read-write.
update_boot_stage RCmountfs
if remount_needed ; then //根据前面定义的函数，来实现rootfs的读写挂载 mount -n -o remount,rw /
action $"Remounting root filesystem in read-write mode: " mount -n -o remount,rw /
fi
流程图：
俗话说的好，一图抵千言，我将上面所述的启动流程又画了一幅图，希望以更加清晰地描述CentOS的启动流程。
本文出自 “学無止境” 博客，请务必保留此出处http://dashui.blog.51cto.com/11254923/1851405
CentOS系统启动流程