CentOS 6系統啟動引導過程講解

CentOS 6系統啟動引導過程講解

POST --> BootSequence(BIOS) --> BootLoader --> Kernel (ramdisk) --> rootfs --> /sbin/init

第一步、載入BIOS

BIOS擔負著初始化硬體，檢測硬體功能，以及引導作業系統的責任。在早期，BIOS還提供一套運行時的服務程式給作業系統及應用程式使用。BIOS程式存放於一個斷電後內容不會丟失的唯讀記憶體中；系統過電或被重設（reset）時，處理器第一條指令的地址會被定位到BIOS的儲存空間中，讓初始化程式開始運行。

第一階段

自我檢測(Power On Self Test)：

按下電源以後，CPU第一條指令指向BIOS晶片(ROM唯讀記憶體；一般情況為唯讀，BIOS程式可升級，中端高端伺服器上有兩個BISO晶片，防止BIOS升級失敗後可回退)中的BIOS程式載入到記憶體運行，BIOS(Basic Input/Output System的縮寫、中文：基本輸出入系統 (BIOS))程式運行起來後會識別檢測各個硬體。

如果某些檢測到硬體有問題時：

1.相關硬體指示燈會變顏色(紅色或者橙色)

2.屏蔽有問題的硬體繼續進行下一步；如果達到臨界點下一步無法進行； (例如一些工業標準伺服器有多路處理器，多根記憶體條... 將有問題硬體所在槽位設定成disabled)

第二階段：Boot Sequence

bios程式自檢完成後會載入CMOS晶片中（隨機儲存空間RAM）的BIOS設定資訊(時間，密碼，啟動項等)；

Boot Sequence(BIOS)為使用者設定啟動順序由哪個裝置啟動電腦，如光碟片磁碟機、硬碟、磁碟片、USB 隨身碟等， 按照Boot Sequence設定啟動順序，遍曆裝置的第0柱面第0磁軌第1個扇區(也叫MBR)，如果發現這個扇區0xAA559結束，則BIOS認為它是一個可開機磁區，進入第三階段；否則再找下個下一個啟動項中設定的下一個裝置，直到找到為止；如果都沒有BIOS會提示沒有找到作業系統。

第三階段：Boot Loader(啟動載入器)

當BIOS確定要啟動哪個啟動裝置後，它會去載入裝置第0柱面第0磁軌第1個扇區中512位元組內容程式到記憶體位址00000：7c00中，然後跳轉到00000：7c00處將控制權交給這段代碼,到此，電腦不再由BIOS中固有的程式來控制，變成了這一小段程式(446)執行掌控電腦進行下一步工作（參考：一個作業系統的實現 作者：於淵）

MBR：

位於硬碟的0柱面、0磁頭、第1扇區稱為主開機磁區（也叫主引導記錄MBR）,大小為512位元組

第一部分主引導程式（boot loader）佔446個位元組

第二部分區表資訊佔64位元組(一個分區佔16個位元組，所以只能分4個主要磁碟分割)

第三部分是magic numb佔兩個位元組，校正MBR資訊

Boot Loader中的程式不屬於哪個作業系統，它只是為了讓電腦引導作業系統(核心)，所以只要這個程式能引導對應的作業系統，其實用哪個都無所謂。Boot Loader作用找到核心後將其載入到記憶體中，電腦不再由Boot Loader來掌管，

linux上常見的Boot Loader：

1.LILO

2.GRUB

GRUB功能比較強大，很多linux都使用GRUB作為啟動載入器，它既可以引導linux核心，也可以引導window

以下為grub的內容

123456789101112131415161718[root@www~]#cat/boot/grub/grub.conf#grub.confgeneratedbyanaconda##Notethatyoudonothavetorerungrubaftermakingchangestothisfile#NOTICE:Youhavea/bootpartition.Thismeansthat#allkernelandinitrdpathsarerelativeto/boot/,eg.#root(hd0,0)#kernel/vmlinuz-versionroroot=/dev/mapper/VolGroup-lv_root#initrd/initrd-[generic-]version.img#boot=/dev/sdadefault=0#預設啟動的核心第一個timeout=5#逾時時間splashimage=(hd0,0)/grub/splash.xpm.gz#背景圖hiddenmenutitleCentOS6(2.6.32-573.el6.x86_64)#標題root(hd0,0)kernel/vmlinuz-2.6.32-573.el6.x86_64roroot=/dev/mapper/VolGroup-lv_rootrd_NO_LUKSLANG=en_US.UTF-8rd_NO_MDrd_LVM_LV=VolGroup/lv_swapSYSFONT=latarcyrheb-sun16crashkernel=autord_LVM_LV=VolGroup/lv_rootKEYBOARDTYPE=pcKEYTABLE=usrd_NO_DMrhgbquiet#指定核心所在的目錄以唯讀方式掛載根檔案設定語言為美國UTF-8交換分區...initrd/initramfs-2.6.32-573.el6.x86_64.img

詳解請查看(http://blog.chinaunix.net/uid-24774106-id-3497929.html)

第四階段：Kernel

當Kernel被載入到記憶體中後它會進行自解壓，並且運行起來以唯讀方式掛載檔案系統，檢測以及掌控各個硬體。其中kernel從grub啟動接收到傳遞到的參數initrd /initramfs-2.6.32-573.el6.x86_64.img有何作用？ 當核心啟動運行後，它需要訪問根檔案系統，要訪問根檔案系統必須要載入根檔案系統所在的裝置，而這時根檔案系統又沒有掛載，要掛載根檔案系統首先需要根檔案系統的驅動程式，這是一個典 型的先有雞先有蛋的問題啊！為解決這個問題，GRUB在載入核心同時，也把initrd載入到記憶體中並運行，那麼initr又起到了什麼作用哪，其實initrd檔案其實是一個虛擬根檔案系統，裡面有bin、lib、lib64、sys、var、etc、sysroot、 dev、proc、tmp等根目錄，它的功能就是核心與真正的根建立聯絡，核心通過它載入根檔案系統的驅動程式，然後以讀寫方式掛載/etc/fstab中定義的內容，至此， 核心載入完成。

123456789101112[root@wwwtmp]#pwd/tmp[root@wwwtmp]#ls[root@wwwtmp]#cp/boot/initramfs-2.6.32-573.el6.x86_64.img./#拷貝到目前的目錄下[root@wwwtmp]#zcatinitramfs-2.6.32-573.el6.x86_64.img|cpio-id#解壓145377blocks[root@wwwtmp]#lsbinemergencyinitqueue-finishedlibpre-mountproctmpcmdlineetcinitqueue-settledlib64pre-pivotsbinusrdevinitinitqueue-timeoutmountpre-triggersysvardracut-004-388.el6initqueueinitramfs-2.6.32-573.el6.x86_64.imgnetrootpre-udevsysroot[root@wwwtmp]#

第五階段：運行/sbin/init

當系統核心啟動完成以後，啟動的第一個使用者進程為/sbin/init，系統掌握許可權交給/sbin/init,讓執行系統初始化！

使用者空間執行的程式有 /sbin/init-->/etc/inittab(設定預設層級) -->/etc/rc.d/rc.sysinit->/etc/rc3.d/S* (或者/etc/rc5.d/S* )-->/etc/rc.sysinit-->--> 設定預設運行層級 --> 系統初始化指令碼 --> 關閉或啟動對應層級下的服務 --> 啟動終端