X86平台系统启动流程 (Blog 9)

POST –> BootSeqence(BIOS) –> Bootloader(MBR) –> Kernel(initrd) –> init(/etc/inittab)

适用环境:MBR类的X86PC兼容架构;不适用于其它架构或UEFI的PC架构;

系统组成:
Mage1

内核功能
文件系统、进程管理、网络协议栈、内存管理、驱动、安全加密
内核功能实现通过内核模块;装载模块就有此功能,不装载就没有此功能;

内核特点
支持模块化
支持动态装载或卸载
使用缓冲和缓存来加速对磁盘上的文件访问

操作系统的组成

运行中的内核
Kernel + 根文件系统
内核空间 + 用户空间

从磁盘的视角
内核只是一个静态文件;

如何将一个静态的内核启动起来?
启动:将内核加载至内存中,运行起来;
没有那么契机,没有唐僧揭去压猴石条,猴子是蹦不出来的;

内核通过根文件系统的驱动关联根文件系统;文件系统驱动在根上;
内核需要自带驱动:
如果是自己使用:仅编译进一个硬盘的驱动;

如果是所有人都使用这个内核:就要将所有的硬盘的驱动全部编译进内核;缺点:内核体积大。
为了解决这个问题:通过ramdisk一个临时的根文件系统,仅有当前系统独有的驱动,在操作系统安装后动态生成;

注意:ramdisk并非是必须的,完全可以将驱动编译进内核供自己使用;

内核的组成:
内核文件: /boot/vmlinuz-VERION-release
根文件系统: 遵循FHS层级结构标准,内核启动后关联的分区;有bin, sbin, lib, lib64, etc, proc, sys, var, usr等目录
内核模块:/lib/modules/VERSION-release/ 目录下有各种驱动,为实现内核功能,例如:文件系统模块;网络协议栈;安全加密;内核管理;等;
磁盘映像:/boot/initrd-VERSION-release.img 或 /boot/initramfs-VERSION-release.img

ramdisk:基于内存中的磁盘映像
CentOS5: initrd
CentOS6,7: initramfs

区别:
initrd: 基于内存中的磁盘映像
initramfs: 基于内存中的文件系统

内核特性之一:使用缓冲和缓存来加速对磁盘上的文件访问
所有initrd本身在内存中,仍需要缓冲一次;
initramfs:本身是文件系统不需要再缓冲;

完整的系统启动流程
内核空间 –> 用户空间

CentOS 系统启动流程

LILO启动次序:POST –> bootloader –> kernel(ramdisk) –> init(/etc/inittab)
GRUB启动次序:POST –> bootloader(1st) –> grub(2nd) –> kernel(ramdisk) –> init(/etc/inittab)

POST(Power On SafeTesting)
ROM芯片中COMS提供的BIOS指令完成加电自检;
内核运行在硬件之上,硬件是提供计算能力的最基础的保证;

Boot Seqence
BIOS从启动次序中查找第一个可引导设备(MBR),即为本次要启动的设备

Bootloader
MBR前446Bytes是Bootloader;
Bootloader功能:提供一个菜单,允许用户选择要启动的系统或不同内核版本;把用户选定的内核装载到RAM中的特定空间中,解压、展开,而后把系统控制权移交给内核;
安装在U盘、光盘、硬盘中第0磁盘的第0扇区

MBR组成:
446Bytes: bootloader
64Bytes: fat
4Bytes: 磁盘有效标识

Bootloader分类:
Windows:ntloader
Linux:
LILO: 用446Bytes(ASCII码;一个1Bytes对应一个字符)写bootloader程序是极困难的;
GRUB: 通过驱动完成加载磁盘,实现更多的功能;
GRUB 0.x: grub legacy
GRUB 1.x:grub2

Kernel
被加载至内存的内存,自解压展开;内核初始化,即内核空间;
内核初始化:
(1) 探测可识别的所有硬件设备;
(2) 加载硬件驱动程序;有可能借助于ramdisk加载驱动;
(3) 以只读方式挂载根文件系统;
(4) 运行用户空间的第一个程序/sbin/init
注意:加载init后,内核只会参与发生中断后运行内核空间代码的过程

init(/etc/inittab文件)
init被创建,即用户空间;人间的一切事务均由其代理完成;
设定默认运行级别
初始化
(1) 主机名
(2) 欢迎信息
(3) 激活udev和selinux
(4) 挂载/etc/fstab中定义的所有文件系统
(5) 检测根文件系统,重新挂载根
(6) 设备系统时间
(7) 根据/etc/sysctl.conf设置内核参数
(8) 激活lvm及软RAID
(9) 激活swap设备
(10) 加载额外驱动
(11) 清理临时文件,初始化过程中生成的临时文件;
关闭和启动服务
打印登陆提示符

本文来自投稿,不代表Linux运维部落立场,如若转载,请注明出处:http://www.178linux.com/89053

(0)
逆神阳逆神阳
上一篇 2017-11-27
下一篇 2017-11-27

相关推荐

  • 第二周课堂练习

    1、Linux上的文件管理类命令都有哪些,其常用的使用方法及其相关示例演示。         ls     ls命令用来显示目标列表,在Linux中是使用率较高的命令。      -a:显示…

    Linux干货 2016-09-15
  • Linux初识

    N22-熊宝–http://www.178linux.com/author/echeng1514 –马哥教育网络班22期–第1周课程练习   1、描述计算机的组成及其功能: 2、按系列罗列Linux的发行版,并描述不同发行版之间的联系与区别: Linux有众多的发行版,都是基于不同的内核版本,做了许多改…

    Linux干货 2016-08-15
  • 初学Linux之 vim 文本编辑器

    vim 的模式切换;命令模式相关操作,拓展命令模式的相关操作;可视化和多窗口;定制vim的工作特性;vim帮助

    2017-12-31
  • 计算机的组成及其功能。

    一、计算机的组成及其功能。 计算机,是现代一种用于高速计算的电子计算机器,可以进行数值计算,又可以进行逻辑计算,还具有存储记忆功能。是能够按照程序运行,自动、高速处理海量数据的现代化智能电子设备。 1、运算器(Arithmetical and Logical Unit):计算机中执行各种算术和逻辑运算操作的部件。运算器的基本操作包括加、减、乘、除四则运算,与…

    Linux干货 2016-10-30
  • 2017-10-4Linux基础知识(3)

    在上一章中讲到了操作系统的历史的发展以及Linux的如何诞生,在1991年的8月份,创始人Linus宣布成立Linux的,Larry Wall开发diff和patch打补丁的命令程序使得Linux可以在安全性方面有很大的提升。

    Linux干货 2017-10-05
  • 用户和组管理的命令

    用户管理概念: 用户类别:         管理员,普通用户,(系统用户和登录用户) 组类别:         管理组员,普通用户组         基本组和附加组         私有组,公共组 数…

    Linux干货 2016-12-21