引导流程解析

引导流程解析PHPChina工作室第一页，共四十六页。系统引导流程解析固件------硬件识别BootLoader------载入操作系统内核------初始化和控制转移init进程和初始化脚本liming第二页，共四十六页。固件设置实例liming第三页，共四十六页。系统引导流程“bootloader”这个术语是“bootstrapOperationSystemloader”的简称，即“自举操作系统载入器”。何谓“自举”，Merriam-Webster在线字典[注释4]的说法，首次使用bootstrap（自举）这个词是在1926年。它的来源确实是一个试图通过拉自己的鞋带（bootstrap），从而将自己举高。这也是“自力更生”(pullyourselfupbyyourbootstraps）这一谚语的来历。通常，“自举”意味着利用尽量可能少量的外部介入和资源，从而让某种东西工作起来。对于计算机来说，它的“自举”意味着使用少量的、独立的、内部的功能，从而初始化，并将控制权转交给主操作系统。

第四页，共四十六页。bootloader存放的位置：bootloader存放的位置有2个，一个是在MBR，先前已经提过，主引导记录，还有一个位置在于任何一个分区的第一个扇区。 bootloader存在于2个位置：MasterBootRecord（主引导记录），位于磁盘的0柱面0磁道的0扇区。这是一个特殊的位置，当系统启动的时候，BIOS会自动读取此处。IDE硬盘，软盘，SCSI硬盘等都有MBR。另外一个位置位于每个分区的第一个扇区。系统引导流程第五页，共四十六页。系统引导流程第六页，共四十六页。bootloader的种类，有许多，稍微列举几个SystemCommander 一个多重系统引导程序

NTLDR(windows) 用的引导程序

LILO (LInuxLOader) 一个过时的Linux引导程序

GRUB(GRandUnifiedBootloader)

一个时下非常流行的Linux引导程序系统引导流程第七页，共四十六页。使用GRUB而不使用LILO的原因：GRUB支持1024柱面以后的扇区的读取。 GRUB安装，使用比LILO更为灵活，方便，简单。系统引导流程第八页，共四十六页。GRUB的简介

GRUB的主配置文件/boot/grub/grub.conf.

在/etc/grub.conf是/boot/grub/grub.conf的软链接. 在/boot/grub目录下还有一些其他GRUB工作所需的文件. 系统引导流程第九页，共四十六页。GRUB的配置假设当前硬盘的分区情况/dev/hda1 /boot/dev/hda2 //dev/hda3 LinuxSwap/dev/hda4 ExtendedPartition/dev/hda5 NTFS系统引导流程第十页，共四十六页。假设当前的配置文件default=0timeout=10titleRedHat(2.4.22-3Thiz) root(hd0,0) kernel/vmlinuz-2.4.22-3Thizroroot=LABEL=/ initrd/initrd-2.4.22-3Thiz.imgtitleWindows root(hd0,4) chainloader+1系统引导流程第十一页，共四十六页。default——标示了当用户不做任何操作的情况下，将选择哪一个操作系统。title依次编号，从0开始。timeout——GRUB将会等待用户作一些操作，如果超过了时间，用户依旧没有动作，那么将自动进入default所指定的那个操作系统。timeout的时间单位为秒。设置时间为-1，表示无限等待，直到用户作出选择。title——开机用户选择操作系统时，所能看到标题，选择了相应的title后，将会执行该title到下一个title间所有grub命令。如果是最后一段title，就一直执行到文件结尾。当执行完每段title后grub会自动执行boot命令。系统引导流程第十二页，共四十六页。root(hd0,0)GRUB命令：root作用：挂载boot目录所在的分区。 hd0是根据/boot/grub/device.map所映射出来的。逗号后面的0就是hda1的分区号1减1所得到的结果。 如果是(hd0,1)，那么就是将结果hda2的分区号2减1所得到的结果。其余依次类推。系统引导流程第十三页，共四十六页。kernel/vmlinuz-2.4.22-3Thizroroot=LABEL=/ GRUB命令：kernel作用：挂载Linux的内核映像文件。/vmlinuz-2.4.22-3Thiz为Linux内核映像文件ro以只读方式挂载，防止在初始化时破坏了系统根分区。root=LABEL=/

以卷标方式挂载真正的根分区。root=/dev/hda2

与卷标具有同样的效果，挂载真正的根分区。系统引导流程第十四页，共四十六页。卷标名的使用 作用： 卷标名相当于该分区的一个别名，但在使用前必须写上LABEL=，然后加一个存在的卷标名，使用的时候等号左右不许有空格。卷标名长度为16，不许有空格等特殊字符。 用命令e2label可以给磁盘指定或者查看一个卷标名 [root@thizserverroot]#e2label/dev/hda2/键入命令后加一个分区，可以查看当前的卷标名。系统引导流程第十五页，共四十六页。取消一个分区的卷标名，就给该分区，赋2个双引号，里面为空。[root@thizserverroot]#e2label/dev/hda2“”[root@thizserverroot]#e2label/dev/hda2给该分区负一个卷标名。卷标名可以随意取，只要在使用的时候，调用了正确的卷标名即可。[root@thizserverroot]#e2label/dev/hda2realroot[root@thizserverroot]#e2label/dev/hda2realroot系统引导流程第十六页，共四十六页。initrd/initrd-2.4.22-3Thiz.imgGRUB命令：initrd作用：1.挂载初始化RAMDisk，主要用于加载没有编译进内核的文件系统的驱动程序。2.可以用gzip来解压初始化RAMDisk，会发现里面有一个简单的文件系统和文件系统的驱动。系统引导流程第十七页，共四十六页。RAMDisk的制作：mkinitrd命令[root@thizserverroot]#mkinitrd/boot/initrd-2.4.22-3Thiz.custom.img2.4.22-3mkinitrd后面需要跟上2个参数。 第一个是生成初始化RAMDisk的具体位置以及文件名，文件名可以随便取，但是我们也要做到规范。initrd告诉别人是什么文件，然后跟上版本号，最后可以跟上一些自己的个性化名，最后加上.img收尾，告诉别人这是loop文件。

系统引导流程第十八页，共四十六页。第二个参数是你所要生成的初始化RAMDisk的内核版本号，这个版本号必须符合/lib/modules目录下的版本号。当前内核版本号可以通过uname-r查看[root@thizserverroot]#uname-r2.4.22-3Thiz系统引导流程第十九页，共四十六页。GRUB对于Windows的引导：

root(hd0,4)挂载windows系统盘所在的那个分区，最容易判断的是，该分区下有NTLDR这个文件。

chainloader+1把引导权从MBR手中转移到hda5这个分区的第一个扇区，由该扇区里的引导程序来继续执行引导过程。系统引导流程第二十页，共四十六页。GRUB在开机时的一些功能：当GRUB出现操作系统选择菜单时，我们会有一些选项出现。ThizServer(2.4.22-3Thiz)Windows系统引导流程第二十一页，共四十六页。命令c 进入GRUB的纯命令模式，将出现grub>的提示符，该模式下可以直接键入GRUB命令，最后键入boot，来完成引导。我们所需键入的那些命令就是grub.conf中title下的那些命令。grub>系统引导流程第二十二页，共四十六页。命令e对光标行进行编辑。我们首先看见的是title，选择了一个title后，按e，表示编辑该title，会把该title下的grub命令显示出来。root(hd0,0)kernel/vmlinuz-2.4.22-3Thizroroot=LABEL=/initrd/initrd-2.4.22-3Thiz.img系统引导流程第二十三页，共四十六页。命令e对选中的GRUB命令行进行编辑。对于编辑完该命令行后，可以按ESC放弃保存并退出或者按Enter保存并退出。当编辑完后，要按编辑完的方案启动，按b。grubedit>kernel/vmlinuz-2.4.22-3Thizroroot=LABEL=/系统引导流程第二十四页，共四十六页。d删除光标所在行。o在光标下插入新行。O在光标前出入新行。注意GRUB中不允许存在空行。root(hd0,0)kernel/vmlinuz-2.4.22-3Thizroroot=LABEL=/initrd/initrd-2.4.22-3Thiz.img系统引导流程第二十五页，共四十六页。/boot/grub目录下的其他文件。 stage1该文件就是装载在MBR里的一个文件，即前述的bootstrapstage*1_5这些都是GRUB的文件系统的驱动，正是它们，能使GRUB支持各种文件系统，使stage1能够顺利的装载stage2。stage2GRUB通过stage2来加载内存和初始化RAMDisk。前述的GRUB命令行都是由该程序提供的。系统引导流程第二十六页，共四十六页。

内核实例liming第二十七页，共四十六页。

init的工作init启动后读取inittab文件，执行缺省运行级别，从而继续引导过程。在UNIX系统中，init时第一个可以存在的进程，它的PID恒为1，但它也必须向一个更高级的功能负责：PID为0的内核调度器（Kernelscheduler），从而获得CPU时间。liming第二十八页，共四十六页。

inittab

文件剖析RedHat也支持7-9的运行级别，但他们是作为由管理员定义的、非标准的状态得以支持的。liming第二十九页，共四十六页。

inittab文件剖析运行级的切换：1.查看当前的运行级2.运行级的切换#init[0123456Ss]或#telinit[0123456Ss]liming第三十页，共四十六页。

inittab

文件剖析在inittab中，所有条目采取以下格式：id：run-levels：action：processid：条目的标识符，包含两个字母或数字run-levels：指定运行级别，可以指定多个action：指定运行状态process：指定要运行的可执行程序的完整路径liming第三十一页，共四十六页。

inittab文件剖析action常用取值如下：initdefault：指定系统缺省启动的运行级别sysinit：在与控制台通信时执行process中指定的命令wait：执行process中指定的命令，并等其结束再运行其他命令once：执行process中指定的命令，不等待其结束ctrlaltdel：按下Ctrl＋Alt＋Del时执行process指定的命令liming第三十二页，共四十六页。

inittab

文件剖析action常用取值续：powerfail：当出现电源错误时执行process指定的命令，不等待其结束powerokwait：当电源恢复时执行process指定的命令respawn：一旦process指定的命令中止，便重新运行该命令liming第三十三页，共四十六页。

inittab

文件剖析指定系统默认运行级别为3，如果想系统启动后自动运行XWindow，则将上面的3改为5启动脚本/etc/rc.d/rc.sysinit，完成系统服务程序启动，如系统环境变量设置、设置系统时钟、加载字体、检查加载文件系统、生成系统启动信息日志文件等。liming第三十四页，共四十六页。

inittab文件剖析判断默认运行级别，调用/etc/rc.d/rc脚本，执行相应运行级别目录中的服务程序，完成相应运行级别的初始化设置liming第三十五页，共四十六页。

inittab

文件剖析/etc/rc.d/init.d该目录下包含各个运行级别的服务程序脚本liming第三十六页，共四十六页。

inittab

文件剖析/etc/rc.d/rc[0123456].d分别存放对应于运行级别的服务程序脚本的符号链接，链接到init.d目录中的相应脚本liming第三十七页，共四十六页。

添加自启动程序ln-schkconfigntsysvtksysvliming第三十八页，共四十六页。

添加自启动程序liming第三十九页，共四十六页。

添加自启动程序l