linux-系统启动流程-7

1，BIOS开机自检，检查cpu硬件及开机启动顺序，查找第一个磁盘磁头的MBR信息并加载BOOtloader，然后将控制权交与bootloader

2, GRUB

GRUB(Grand Unified Bootloader)，多系统启动程序

stage1 : 查找加载stage 1.5

stage1.5: 可以识别文件系统，即识别 /boot/ 磁盘第一个分区

stage 2: grub 识别/boot/grub/grub.conf ，根据配置文件，读取Kernel 信息，然后加载kernel 同时stage2也将initrd (Initial RAM Disk) 包含了磁盘的驱动程序，）拷贝到内存，内核解压后，从该临时文件系统中加载驱动，识别根文件系统，根据 /etc/fstab 挂载文件系统，然后内核切根，随后执行第一个进程 init

内核解压后同时解压initramfs微型文件系统，通过此文件系统，内核获取磁盘的驱动程序，并驱动所有的硬件外设，读取磁盘后将文件系统根

切换到该磁盘文件系统下，通过/etc/fstab挂载所有文件系统。然后执行核心init 程序，根据/etc/inittab，执行脚本

系统进程

在内核加载完毕，并完成硬件检测与驱动程序加载后，主机硬件已经准备完毕，内核会主动呼叫第一个进程，也就是 /sbin/init

CentOS 5.x 系统相比也有较大变化。在 CentOS 5.x 系统中，主要通过 init 进程的配置文件 /etc/inittab 来设定系统，并启动 Linux。但是在 CentOS 6.x 系统中，由于用 Upstart 启动服务来替换以前的 init，所以在 /etc/inittab 配置文件中只能定义系统的默认运行级别，而其他的功能是靠 /etc/init/ 目录中的其他配置文件实现的

stage2：

开机启动的时候看到的Grub选项、信息，还有修改GRUB背景等功能都是stage2提供的，stage2会去读入/boot/grub/grub.conf或者menu.lst等配置文件

4.读取grub.conf文件

读取grub.conf文件以确定内核启动的参数，准备启动内核

5.启动内核

加载内核，核心开始解压缩，启动一些最核心的程序。

因为为了让内核足够轻小，硬件驱动并没有放在内核文件里面，我们可以看到内核很小,才4M左右，我们可以想象Windows中的驱动，安装系统时候还需要使用驱动软件下载好长时间呢

因此需要使用/initramfs-2.6.32-696.el6.x86_64.img来驱动硬件

6.加载伪文件系统（ramdisk），

内核已将启动起来了，再调用ramdisk文件，尝试驱动所有的硬件设备，到这一步，内核起来了，所有驱动也装上了，因此后面的启动就可以交给程序了

7.启动init进程

grub中默认指定init=/sbin/init程序，可以在grub.conf中kernel行自定义执行程序init=/bin/bash,此时可以绕过下面步骤直接进入bash界面。

内核源代码文件中显示996行左右，规定了init启动的顺序，/sbin/init->/etc/init->/bin/init->/bin/sh,/bin/bash没有写，应该是和/bin/sh一样吧

(1)读取/etc/inittab文件

inittab文件里面定义了系统默认运行级别，这一步做了一些工作如下：

a)初始运行级别(RUN LEVEL)

b)系统初始化脚本

c)对应运行级别的脚本目录

d)定义UPS电源终端/恢复脚本

e)在虚拟控制台生成getty,以生成终端

f)在运行级别5初始化X

(2)执行/etc/rc.d/rc.sysinit程序

系统初始化一些脚本，主要完成以下工作

a)设置主机名

b)设置欢迎信息

c)激活udev和selinux可以在grub.conf中,kernel行添加selinux=0以关闭selinux

d)挂载/etc/fstab文件中定义的文件系统

e)检测根文件系统，并以读写方式重新挂载根文件系统

f)设置系统时钟

g)激活swap设备

h)根据/etc/sysctl.conf文件设置内核参数

i)激活lvm及software raid设备

j)加载额外设备的驱动程序

k)清理操作

(3)/etc/rc#.d/文件（各种服务）

里面定义的是各种服务的启动脚本，可以ls查看，S开头代表开机启动的服务，K开头的是关机要执行的任务。#代表数字，一个数字代表一个运行级别，共7个运行级别，这里就不多说了

(4)/etc/rc.d/rc.local文件

这里面可以自定义开机启动的命令。

8.执行/bin/login

执行/bin/login程序，等待用户登录

CentOS7启动流程

CentOS7和CentOS6启动流程差不多，只不过到init程序时候，改为了systemd，因此详细解释一下systemd后的启动流程

1.uefi或BIOS初始化，开始post开机自检

2.加载mbr到内存

3.GRUB阶段

4.加载内核和inintamfs模块

5.内核开始初始化，使用systemd来代替centos6以前的init程序

(1)执行initrd.target

包括挂载/etc/fstab文件中的系统,此时挂载后，就可以切换到根目录了

(2)从initramfs根文件系统切换到磁盘根目录

(3)systemd执行默认target配置

centos7表面是有“运行级别”这个概念，实际上是为了兼容以前的系统，每个所谓的“运行级别”都有对应的软连接指向，默认的启动级别时/etc/systemd/system/default.target,根据它的指向可以找到系统要进入哪个模式

模式：

0 ==> runlevel0.target, poweroff.target

1 ==> runlevel1.target, rescue.target

2 ==> runlevel2.target, multi-user.target

3 ==> runlevel3.target, multi-user.target

4 ==> runlevel4.target, multi-user.target

5 ==> runlevel5.target, graphical.target

6 ==> runlevel6.target, reboot.target

(4)systemd执行sysinit.target

有没有很眼熟？是的，在CentOS6上是被叫做rc.sysint程序，初始化系统及basic.target准备操作系统

(5)systemd启动multi-user.target下的本机与服务器服务

(6)systemd执行multi-user.target下的/etc/rc.d/rc.local

6.Systemd执行multi-user.target下的getty.target及登录服务

getty.target我们也眼熟，它是启动终端的systemd对象。如果到此步骤，系统没有被指定启动图形桌面，到此就可以结束了，如果要启动图形界面，需要在此基础上启动桌面程序

7.systemd执行graphical需要的服务

CentOS6，7启动区别

系统启动和服务器守护进程管理器，它不同于centos5的Sysv init，centos6的Upstart（Ubuntu制作出来），systemd是由Redhat的一个员工首先提出来的，它在内核启动后，服务什么的全都被systemd接管，kernel只是用来管理硬件资源，相当于内核被架空了，因此linus很不满意Redhat这种做法。

系统启动流程实验

centos   6    grub.conf 

grub/grub.conf

default=0

timeout=5

splashimage=(hd0,0)/grub/splash.xpm.gz

hiddenmenu

title CentOS 6 (2.6.32-754.el6.x86_64)

	root (hd0,0)

	kernel /vmlinuz-2.6.32-754.el6.x86_64 ro root=UUID=f2230c8f-30fb-4c8a-b7c9-a08f0e42bf7b rd_NO_LUKS rd_NO_LVM LANG=en_US.UTF-8 rd_NO_MD SYSFONT=latarcyrheb-sun16 crashkernel=auto  KEYBOARDTYPE=pc KEYTABLE=us rd_NO_DM rhgb quiet

	initrd /initramfs-2.6.32-754.el6.x86_64.img

1，/boot/grub.conf 被破环的显示图

内核及initrd 后 tab出来的选项

root(hd0,0) 指boot分区，root=/dev/sda2 指根分区

进入后创建/boot/grub/grub.conf

default=0

timeout=5

title CentOS 6 (2.6.32-754.el6.x86_64)

root (hd0,0)

kernel /vmlinuz-2.6.32-754.el6.x86_64 ro root=/dev/sda2

initrd /initramfs-2.6.32-754.el6.x86_64.img

没有配置 root =/dev/sda2时报错如下

进入救援模式后

chroot /mnt/sysimage

grub-install --root-directory=/ /dev/sda

创建/boot/grub/grub.conf

default=0

timeout=3

title centos6

root (hd0,0)

kernel /vmlinuz-------- root=/dev/sda2

initrd /initramfs ----

2，破环了mbr 446 字节

dd if=/dev/zero of=/dev/sda bs=1 count=446

现象

还可以看见分区表且可以挂载到 /mnt/sysimage

chroot /mnt/sysimage

grub-install /dev/sda

sync

sync 数据写入磁盘

退出重启

3，删除掉 /boot/initramfs-·内核版本号·

现象

可以显示grub内核列表，但是回车后无法进入下一项，光标在左上角一直闪烁，不能进入centoes 6logo 界面

救援光盘进入bash

切根 chroot /mnt/sysimage

生成 initramfs.img

mkinitrd /boot/initramfs-uname -r.img uname -r

mkinitrd /boot/initramfs-$(uname -r).img $(uname -r)

/boot/vmlinuz--

可以看到grub可以识别grub.conf

但是不能正常载入内核，

无法载入内核报错

救援模式进入系统，挂载光盘

进入镜像目录，复制vmlinuz 为 vmlinuz-uname -r 与/boot/grub/grub.conf 里kernel 保持一致

或者通过挂载光盘使用rpm强制安装内核生成

 rpm -ivh --force kernel-2.6.32-71.el6.x86_64.rpm 

https://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-cn-disa-recov/

CentOS6启动流程

1.加载BIOS的硬件信息，获取第一个启动设备

2.读取第一个启动设备MBR的引导加载程序(grub)的启动信息

3.加载核心操作系统的核心信息，核心开始解压缩，并尝试驱动所有的硬件设备

4.核心执行init程序，并获取默认的运行信息

5.init程序执行/etc/rc.d/rc.sysinit文件

6.启动核心的外挂模块

7.init执行运行的各个批处理文件(scripts)

8.init执行/etc/rc.d/rc.local

9.执行/bin/login程序，等待用户登录

10.登录之后开始以Shell控制主机

内核

核心文件

未压缩的内核镜像：/boot/vmlinuz-version-release

内核镜像可以挂载光盘，在iso中获取

RAMDISK 辅助的伪根系统

在stage-2阶段被读取进内存，被内核解压释放后暂时挂载，

内核读取硬件驱动文件后，识别系统磁盘，进而挂载真实文件系统，然后切换根到

真实的根上。

CentOS 5 /boot/initrd-VERSION-release.img

CentOS 6,7 /boot/initramfs-VERSION-release.img

可以使用工具生成

mkinitrd

mkinitrd /boot/initramfs-$(uname -r).img $(uname -r)

CentOS 5 的inittab文件

init 初始化

init读取其初始化文件：/etc/inittab

初始运行级别(RUN LEVEL)

系统初始化脚本对应运行级别的脚本目录

捕获某个关键字顺序

定义UPS电源终端/恢复脚本

在虚拟控制台生成getty

在运行级别5初始化X

CentOS 6 的inittab文件

/etc/rc.d/rc.sysinit: 系统初始化脚本

(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

centos 7

CentOS 7

引导顺序UEFi或BIOS初始化，运行POST开机自检

选择启动设备

引导装载程序, centos7是grub2

加载装载程序的配置文件：

/etc/grub.d/

/etc/default/grub

/boot/grub2/grub.cfg

加载initramfs驱动模块

加载内核选项

内核初始化，centos7使用systemd代替init

执行initrd.target所有单元，包括挂载/etc/fstab

从initramfs根文件系统切换到磁盘根目录

systemd执行默认target配置，配置文件/etc/systemd/system/default.target

systemd执行sysinit.target初始化系统及basic.target准备操作系

systemd启动multi-user.target下的本机与服务器服务

systemd执行multi-user.target下的/etc/rc.d/rc.local

Systemd执行multi-user.target下的getty.target及登录服务

systemd执行graphical需要的

6破解

grub 菜单------e ------修改内核加 1 进入单用户模式

7破解口令

启动时任意键暂停启动

按e键进入编辑模式

将光标移动linux16开始的行，添加内核参数rd.break

按ctrl-x启动

mount –o remount,rw /sysroot

chroot /sysroot

passwd root

touch /.autorelabe

lexit

reboot

方法2

启动时任意键暂停启动

按e键进入编辑模式

将光标移动linux16开始的行，改为rw init=/sysroot/bin/sh

按ctrl-x启动

chroot /sysroot

passwd root

touch /.autorelabel

exit

reboot

修复grub2

GRUB“the Grand Unified Bootloader”

引导提示时可以使用命令行界面可从文件系统引导

主要配置文件 /boot/grub2/grub.cfg

修复配置文件grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg

修复grub

grub2-install /dev/sda BIOS环境

grub2-install UEFI环境

调整默认启动内核

vim /etc/default/grub

GRUB_DEFAULT=0

或者

grub2-set-default "CentOS Linux (3.10.0-327.el7.x86_64) 7 (Core)"

查看是否修改成功

grub2-editenv list

自制Linux系统

添加新硬盘，扫描新增磁盘

echo "- - -" /sys/

1，创建分区文件系统

fdisk /dev/sdb分两个必要的分区

/dev/sdb1对应/boot /dev/sdb2对应根/

mkfs.ext4 /dev/sdb1

mkfs.ext4 /dev/sdb2

挂载boot

mkdir /mnt/boot 子目录必须为boot

mount /dev/sdb1 /mnt/boot

然后安装grub

grub-install --root-directory=/mnt /dev/sdb

####################

确定busybox 复制在/dev/sdb1 中而不是/dev/sdb2

2，恢复内核及initramfs

cp /boot/vmlinuz-2.6.32-642.el6.x86_64 /mnt/boot/

cp /boot/initramfs-2.6.32-642.el6.x86_64.img /mnt/boot

建立grub.conf

vim /mnt/boot/grub/grub.conf

title wanglinux

root (hd0,0)kernel

/vmlinuz-2.6.32-642.el6.x86_64 root=/dev/sda2 selinux=0 init=/bin/bash initrd

/initramfs-2.6.32-642.el6.x86_64.img

配置文件内核名称与目录中文件保持一致

mkdir /mnt/sysroot

mount /dev/sdb2 /mnt/sysroot

mkdir –pv

/mnt/sysroot/{etc,lib,lib64,bin,sbin,tmp,var,usr,sys,proc,opt,home,root,boot,dev,mnt,media}

复制相关命令及库文件

ifconfig,insmod,ping,mount,ls,cat,df,lsblk,blkid

ldd which swapon

判断链接库文件，复制到相应目录

如果需要使用网路功能，还需要复制驱动程序e1000

cp /lib/modules/2.6.32-696.el6.x86_64/kernel/drivers/net/e1000/e1000.ko

/mnt/sysroot/lib/

查看网卡驱动

ethtool -i eth0

modinfo e1000 查看驱动位置，复制网卡驱动

insmod e1000.ko 加载驱动模块

开机启动具有加载模块功能

############

使用脚本复制动态链接库文件至相关目录中，驱动模块一并复制进去

############

复制动态链接库脚本

如果有该命令就且存在目标目录，复制命令和动态链接库至指定目录

which --skip-alias mv 跳过别名



#!/bin/bash

bincopy(){

 if which $1 &> /dev/null ;then

 local bin_cmd=`which --skip-alias $1`

 local dir_cmd=`dirname $bin_cmd `

 [ -d ${chroot}${dir_cmd} ] || mkdir -pv ${chroot}${dir_cmd}

 [ -f ${chroot}${bin_cmd} ] || { cp $bin_cmd ${chroot}${dir_cmd}; action

"cp $bin_cmd ${chroot}${dir_cmd}" ; }

 return 0

 else

 echo "$1 is not found"

 return 1

 fi

}

libcopy(){

 ldd $(which --skip-alias $1)|grep -Eo "/[^[:space:]]+" |while read line ;do

 local lib_dir=`dirname $line`

 [ -d ${chroot}${lib_dir} ] || mkdir -pv ${chroot}${lib_dir}

 [ -f ${chroot}${line} ] || { cp $line ${chroot}${lib_dir}; action "cp

$line ${chroot}${lib_dir}" ; }

 done

}

source /etc/init.d/functions

chroot=/mnt/sysroot

[ -d $chroot ] || mkdir -pv $chroot

while : ;do

 read -p "please input a command you want to copy:" cmd

 [[ $cmd =~ ^q(uit)?$ ]] && break

 bincopy $cmd

 if [ $? -eq 0 ]; then

     libcopy $cmd

  fi

done

内核模块编译



lsmod        |  grep  xfs

显示由核心装载的模块 内容来自  /proc/modules

需要写模块路径，不能解决依赖关系

depmod

insmod  指定模块文件，不自动解决依赖模块

insmod `modinfo –n exportfs`

modprobe   -r   装载模块

modinfo [ -k kernel ] [ modulename|filename... ]

-n：只显示模块文件路径

-p：显示模块参数-

a：作者

-d：描述

编译内核

前提：获取目标主机硬件设备信息，系统信息，开发环境准备

目标主机硬件设备相关信息

cpu

cat /proc/cpuinfo

x86info -a

lscpu

硬件设备

lspci

-v

-vv

lsusb

-v

-vv

lsblk

hal-device：CentOS 6

编译系统

安装开发包组

下载源码文件

.config：准备文本配置文件

make menuconfig：配置内核选项

make [-j #]    （选择相应的功能）

make modules_install：安装模块

make install ：安装内核相关文件

    安装bzImage为/boot/vmlinuz-VERSION-RELEASE

    生成initramfs文件

    编辑grub的配置文件

部分编译内核

编译内核的一部分功能：

(a) 只编译某子目录中的相关代码

    cd /usr/src/linux

    make dir/

(b) 只编译一个特定的模块

    cd /usr/src/linux

    make dir/file.ko

示例：只为e1000编译驱动：

    make drivers/net/ethernet/intel/e1000/e1000.ko

示例

tar xf linux-3.10.67.tar.xz -C /usr/src

cd /usr/src

ln -sv linux-3.10.67 linux

cd /usr/src/linux

cp /boot/config-$(uname -r) ./.config

make help

make menuconfig

make -j 2

make modules_install

make install

reboot

busybox 编译

centos 6 没有编译成功 centos7 成功，可以在6 中使用

编译安装busybox

环境

yum install gcc gcc-c++ glibc glibc-devel pcre pcre-devel openssl openssl-devel systemd-devel zlib-devel libmcrypt-devel glibc-static ncurses-devel

下载源代码

wget https://busybox.net/downloads/busybox-1.30.0.tar.bz2

make menuconfig

按下面选择，把busybox编译也静态二进制、不用共享库

Busybox Settings -->Build Options -->[*] Build BusyBox as a static binary (no shared libs)

make && make install 如果出错，执行make clean后，重新执行上面命令

mkdir /mnt/sysroot/

cp -a _install/* /mnt/sysroot/

_install 目录文件中存放有软连接

面试

查看加载模块

lsmod          modinfo      modprobe 

开机启动文件 /etc/rc.d/

引导加载程序   LILO  GRUB

开机启动流程

查看BIOS版本   biosdecode

查看服务器型号： dmidecode | grep 'Product Name'

查看主板的序列号： dmidecode |grep 'Serial Number'

ethtool  -i    eth0

内核参数处理

sysctl -a 显示当前所有可用的内核参数

sysctl kernel.hostname 读特定的内核参数，比如kernel.hostname

sysctl -w kernel.hostname=abc 把hostname改为abc

linux 系统运行级别

0： 系统停机（关机）模式，系统默认运行级别不能设置为0，否则不能正常启动，一开机就自动关机。

1：单用户模式，root权限，用于系统维护，禁止远程登陆，就像Windows下的安全模式登录。

2：多用户模式，没有NFS网络支持。

3：完整的多用户文本模式，有NFS，登陆后进入控制台命令行模式。

4：系统未使用，保留一般不用，在一些特殊情况下可以用它来做一些事情。例如在笔记本电脑的电池用尽时，可以切换到这个模式来做一些设置。

5：图形化模式，登陆后进入图形GUI模式或GNOME、KDE图形化界面，如X Window系统。

6：重启模式，默认运行级别不能设为6，否则不能正常启动，就会一直开机重启开机重启。

/etc/rc.d/rc.local   写入此文件的命令登陆前自动执行

系统关机及重启

shutdown    -h    10 自动关机

                   -r    10  自动重启

centos  6  设置grub密码

vim   /boot/grub.conf

default=0

timeout=8

password  centos

........

###############

破坏的文件是需要命令进行恢复，即切根后可以执行完整的命令

如果没有命令，需要从光盘进行安装软件

#######

1，破坏stage-1    :mbr破坏掉

切换跟使用grub-install      /dev/sda  

2，删除vmlinuz和initramfs文件后无法启动

切跟后

mkinitrd /boot/initramfs-`uname -r`.img `uname -r `

cp /mnt/cdrom/isolinux/vmlinuz /boot/vmlinuz-`uname -r`

sync

sync

或 

rpm -ivh /mnt/cdrom/Packages/kernel-2.6.32-696.e16.x86_64.rpm --root=/mnt/sysimage/    --force

centos 7 编译安装的服务配置service 服务脚本