正文

linux开机启动流程图

1.开机自检 （POST, Power On Self Test）

 电脑通电之后，首先加载BIOS（basic input output system，基本输入输出系统）。而BIOS程序首先检查计算机能否满足运行的基本条件，这个叫做“硬件自检（Power On Self Test）”。

主要检查：主板，CPU，内存，磁盘，网卡，声卡，显卡，鼠标，键盘，显示器等

2.启动程序

​ 硬件自检完成后，BIOS把控制权转交给下一阶段的启动程序。这是，BIOS需要知道，“下一阶段的启动程序”具体存放在哪个设备里（磁盘，光盘，移动硬盘等）。也就是说，BIOS需要有一个外部存储设备的排序，排在前面的设备就是优先转交控制权的设备。这种排序叫做“启动顺序”（Boot Sequence）

3、主引导记录 MBR( master boot record)

主引导记录只有512个字节，位于0柱面，0磁道，1扇区，放不了太多东西。它的主要作用是，告诉计算机到硬盘的那一个位置去找操作系统

4.启动管理器 Grub

在这种情况下，计算机读取”主引导记录”前面446字节的机器码之后，不再把控制权转交给某一个分区，而是运行事先安装的”启动管理器”（boot loader），由用户选择启动哪一个操作系统。

Linux环境中，目前最流行的启动管理器是Grub

在centos7中的启动管理是grub2

5.操作系统

控制权转交给操作系统后，操作系统的内核首先被载入内存。开始运行第一个程序systemd,执行默认target配置文件/etc/systemd/system/default.target
systemd启动用户进程， kthreadd 启动内核进程

centos7/8 里的第一个进程是systemd

centos6 的第一个进程是init

6.运行级别

许多程序需要开机启动。它们在Windows叫做”服务”（service），在Linux就叫做”守护进程”（daemon）。

init进程的一大任务，就是去运行这些开机启动的程序。

但是，不同的场合需要启动不同的程序，比如用作服务器时，需要启动Apache，用作桌面就不需要。

Linux允许为不同的场合，分配不同的开机启动程序，这就叫做”运行级别”（runlevel）。也就是说，启动时根据”运行级别”，确定要运行哪些程序。

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Linux系统有7个运行级别(runlevel)：

  • 运行级别0：系统停机状态，系统默认运行级别不能设为0，否则不能正常启动
  • 运行级别1：单用户工作状态，root权限，用于系统维护，禁止远程登录
  • 运行级别2：多用户状态(没有NFS)
  • 运行级别3：完全的多用户状态(有NFS)，登录后进入控制台命令行模式
  • 运行级别4：系统未使用，保留
  • 运行级别5：X11控制台，登录后进入图形GUI模式
  • 运行级别6：系统正常关闭并重启，默认运行级别不能设为6，否则不能正常启动

7.系统初始化

在init的配置文件中有这么一行： si::sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit　它调用执行了/etc/rc.d/rc.sysinit，而rc.sysinit是一个bash shell的脚本，它主要是完成一些系统初始化的工作，rc.sysinit是每一个运行级别都要首先运行的重要脚本。

它主要完成的工作有：激活交换分区，检查磁盘，加载硬件模块以及其它一些需要优先执行任务。

而这些rc启动脚本有着类似的用法，它们一般能接受start、stop、restart、status等参数。

至于在每个运行级中将运行哪些守护进程，用户可以通过chkconfig或setup中的”System Services”来自行设定

8.建立终端

rc执行完毕后，返回init。这时基本系统环境已经设置好了，各种守护进程也已经启动了。

init接下来会打开6个终端，以便用户登录系统。在inittab中的以下6行就是定义了6个终端：

1
2
3
4
5
6
1:2345:respawn:/sbin/mingetty tty1
2:2345:respawn:/sbin/mingetty tty2
3:2345:respawn:/sbin/mingetty tty3
4:2345:respawn:/sbin/mingetty tty4
5:2345:respawn:/sbin/mingetty tty5
6:2345:respawn:/sbin/mingetty tty6

从上面可以看出在2、3、4、5的运行级别中都将以respawn方式运行mingetty程序，mingetty程序能打开终端、设置模式。

同时它会显示一个文本登录界面，这个界面就是我们经常看到的登录界面，在这个登录界面中会提示用户输入用户名，而用户输入的用户将作为参数传给login程序来验证用户的身份。

9.用户登录系统

一般来说，用户的登录方式有三种：

  • （1）命令行登录
  • （2）ssh登录
  • （3）图形界面登录

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对于运行级别为5的图形方式用户来说，他们的登录是通过一个图形化的登录界面。登录成功后可以直接进入 KDE、Gnome 等窗口管理器。

而本文主要讲的还是文本方式登录的情况：当我们看到mingetty的登录界面时，我们就可以输入用户名和密码来登录系统了。

Linux 的账号验证程序是 login，login 会接收 mingetty 传来的用户名作为用户名参数。

然后 login 会对用户名进行分析：如果用户名不是 root，且存在 /etc/nologin 文件，login 将输出 nologin 文件的内容，然后退出。

这通常用来系统维护时防止非root用户登录。只有/etc/securetty中登记了的终端才允许 root 用户登录，如果不存在这个文件，则 root 用户可以在任何终端上登录。

/etc/usertty文件用于对用户作出附加访问限制，如果不存在这个文件，则没有其他限制。