8月25日 启动流程和内核管理1

1、内核

  • Linux内核特点:
    支持模块化:.ko(内核对象)
    如:文件系统,硬件驱动,网络协议等
    支持内核模块的动态装载和卸载
  • 组成部分
    核心文件:/boot/vmlinuz-VERSION-release
[root@redhat7 boot]#file vmlinuz-3.10.0-693.el7.x86_64 ---可以看到
这个文件是个bz的压缩文件,要把它引导到内存中需要解压缩。
vmlinuz-3.10.0-693.el7.x86_64: Linux kernel x86 boot executable bzImage, version 3.10.0-693.el7.x86_64 (mockbuild@x86-038.build.eng.bos.redhat.c, RO-rootFS, swap_dev 0x5, Normal VGA

ramdisk:辅助的伪根系统
CentOS 5: /boot/initrd-VERSION-release.img
CentOS 6,7: /boot/initramfs-VERSION-release.img
模块文件:/lib/modules/VERSION-release

2 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

3、启动的详细过程

  • POST
    加电自检,是BIOS功能的一个主要部分。BIOS也是一个小的系统,在主板上,是一个芯片,负责完成对CPU、主板、内存、硬盘子系统、显示子系统、串并行接口、键盘、CD-ROM光驱等硬件情况的检测等。
  • BootSequence
    BIOS按次序查找引导设备,第一个有引导程序的设备为本次启动设备。
  • bootloader: 引导加载器,引导程序,linux中的引导加载器是GRUB,centos6中是grub,centos7中是grub2。
    GRUB的引导加载分为三个阶段:primary boot loader (MBR中的前446个字节,不在分区上,在磁盘的0磁道0扇区): 1st stage,1.5 stage(帮助gurb去识别硬盘分区上的文件系统,在512个字节之后的扇区上可以找到,不在分区上),secondary boot loader :2nd stage,硬盘分区上的文件。
    bootloader的功用:允许用户选择要启动系统或不同的内核版本;把用户选定的内核装载到内存中的特定空间中,解压、展开,并把系统控制权移交给内核,此时BIOS将退出历史舞台,使命已经完成,BIOS程序就终止,内核就控制了系统。
  • 加载内核kernel
    ①自身初始化:一部分是grub去解压,也有一部分是内核自解压。
    ②探测可识别到的所有硬件设备
    ③加载硬件驱动程序,一部分借助于内核的核心文件去加载,也有一部分借助于ramdisk加载驱动,也就是/boot/initramfs-2.6.32-696.el6.x86_64.img这个文件,这个文件是个本地回环文件,内核加载时把它也加载到内存中,把文件当成一个磁盘来使用,称为辅助的伪根文件系统ramdisk,启动时先在内存中挂载这个文件系统,这个文件系统中有很多驱动模块,其中就包括加载根文件系统的驱动模块,这个文件很重要,如果删除或者损坏,根文件系统就无法加载,因为只有加载了根的文件系统后才能切根、挂载根,进而才能访问根下的数据,去加载根下的程序,比如第一个程序init程序。
    ④以只读方式挂载根文件系统,为了防止内核文件中有bug,挂载后把根删除了,所以先以只读方式挂载。
    ⑤运行用户空间的第一个应用程序:/sbin/init
    加载内核完毕后内核的使命就完毕了,系统就交给了init,用它去加载用户空间的程序。

总结:系统初始化:
POST --> BootSequence(BIOS) --> Bootloader(MBR) --> kernel(ramdisk) --> rootfs(只读) --> init(systemd)

4、ramdisk文件的制作

(1) mkinitrd命令 --centos5使用
为当前正在使用的内核重新制作ramdisk文件
mkinitrd /boot/initramfs-$(uname-r).img$(uname-r) ---$()可以用代替
(2) dracut命令 ---centos6和7使用
为当前正在使用的内核重新制作ramdisk文件
dracut /boot/initramfs-$(uname-r).img$(uname-r)

[root@centos6 boot]#rm -f initramfs-2.6.32-696.el6.x86_64.img ---删除文件
[root@centos6 boot]#ls  ---文件已经删除
config-2.6.32-696.el6.x86_64           lost+found
efi                                    symvers-2.6.32-696.el6.x86_64.gz
grub                                   System.map-2.6.32-696.el6.x86_64
initrd-2.6.32-696.el6.x86_64kdump.img  vmlinuz-2.6.32-696.el6.x86_64
[root@centos6 boot]# dracut /boot/initramfs-`uname -r`.img `uname -r`   ---制作这个文件
[root@centos6 boot]#ls
config-2.6.32-696.el6.x86_64         initrd-2.6.32-696.el6.x86_64kdump.img
dracut                               lost+found
efi                                  symvers-2.6.32-696.el6.x86_64.gz
grub                                 System.map-2.6.32-696.el6.x86_64
initramfs-2.6.32-696.el6.x86_64.img       ---已经生成
vmlinuz-2.6.32-696.el6.x86_64
[root@centos6 boot]#cat /boot/grub/grub.conf  ---查看grub.conf下的文件
# grub.conf generated by anaconda
#
# Note that you do not have to rerun grub after making changes to this file
# NOTICE:  You have a /boot partition.  This means that
#          all kernel and initrd paths are relative to /boot/, eg.
#          root (hd0,0)
#          kernel /vmlinuz-version ro root=/dev/sda2
#          initrd /initrd-[generic-]version.img
#boot=/dev/sda
default=0
timeout=5
splashimage=(hd0,0)/grub/splash.xpm.gz
hiddenmenu
title CentOS 6 (2.6.32-696.el6.x86_64)
    root (hd0,0)
    kernel /vmlinuz-2.6.32-696.el6.x86_64 ro root=UUID=6350f737-89cd-4f10-b687-13672099dae5 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-2.6.32-696.el6.x86_64.img    ---这个名字和/boot下的文件是一个名字,所以生成的时候要跟这个文件中的名字要一样
title windows 2017 
    rootnoverify (hd0,2)
    chainloader +1
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