Linux操作系统启动流程

初学者对Linux操作系统启动流程的理解,能有助于后期在企业中更好的维护Linux服务器,能快速定位系统问题,进而解决问题。Linux操作系统启动流程如图3-4所示:

图3-4 系统启动流程

  • 加载BIOS

计算机电源加电质检,首先加载基本输入输出系统(Basic Input Output System,BIOS),BIOS中包含硬件CPU、内存、硬盘等相关信息,包含设备启动顺序信息、硬盘信息、内存信息、时钟信息、即插即用(Plug-and-Play,PNP)特性等。加载完BIOS信息,计算机将根据顺序进行启动。

  • 读取MBR

读取完BIOS信息,计算机将会查找BIOS所指定的硬盘MBR引导扇区,将其内容复制到0x7c00地址所在的物理内存中。被复制到物理内存的内容是Boot Loader,然后进行引导。

  • GRUB引导

GRUB启动引导器是计算机启动过程中运行的第一个软件程序,当计算机读取内存中的GRUB配置信息后,会根据其配置信息来启动硬盘中不同的操作系统。

  • 加载Kernel

计算机读取内存映像,并进行解压缩操作,屏幕一般会输出”Uncompressing Linux”的提示,当解压缩内核完成后,屏幕输出”OK, booting the kernel”。系统将解压后的内核放置在内存之中,并调用start_kernel()函数来启动一系列的初始化函数并初始化各种设备,完成Linux核心环境的建立。

  • 设定Inittab运行等级

内核加载完毕,会启动Linux操作系统第一个守护进程init,然后通过该进程读取/etc/inittab文件,/etc/inittab文件的作用是设定Linux的运行等级,Linux常见运行级别如下:

  • 0:关机模式;
  • 1:单用户模式;
  • 2:无网络支持的多用户模式;
  • 3:字符界面多用户模式;
  • 4:保留,未使用模式;
  • 5:图像界面多用户模式;
  • 6:重新引导系统,重启模式。
  • 加载rc.sysinit

读取完运行级别,Linux系统执行的第一个用户层文件/etc/rc.d/rc.sysinit,该文件功能包括:设定PATH运行变量、设定网络配置、启动swap分区、设定/proc、系统函数、配置Selinux等。

  • 加载内核模块

读取/etc/modules.conf文件及/etc/modules.d目录下的文件来加载系统内核模块。该模块文件,可以后期添加或者修改及删除。

  • 启动运行级别程序

根据之前读取的运行级别,操作系统会运行rc0.d到rc6.d中的相应的脚本程序,来完成相应的初始化工作和启动相应的服务。其中以S开头表示系统即将启动的程序,如果以K开头,则代表停止该服务。S和K后紧跟的数字为启动顺序编号。如图3-5所示:图3-5 运行级别服务

  • 读取rc.local文件

操作系统启动完相应服务之后,会读取执行/etc/rc.d/rc.local文件,可以将需要开机启动的任务加入到该文件末尾,系统会逐行去执行并启动相应命令,如图3-6所示:

图3-6 开机运行加载文件

  • 执行/bin/login程序

执行/bin/login程序,启动到系统登录界面,操作系统等待用户输入用户名和密码,即可登录到Shell终端,如图3-7所示,输入用户名、密码即可登录Linux操作系统,至此Linux操作系统完整流程启动完毕。

图3-7 系统登录界面