Linux系统启动过程分析
主要内容：
1. 启动过程几个主要文件简介
2. 开机过程详细说明
3. 开机过程详图
启动过程中的几个主要文件及其作用：
|
文件名称 （按照加载次序列出） |
作用 |
/etc/inittab |
定义在进入或切换各个级别时系统需要执行的动作 init在初始化系统时需要读取其中配置 |
|
/etc/rc.d/rc.sysinit |
由init进程调用执行 完成下面的初始化工作： 1. 获取网络环境及主机类型 2. 测试与载入内存设备/proc及USB设备/sys 3. 决定是否启动SELinux 4. 接口设备的检测与即插即用(PNP)参数的测试 5. 用户自定义模块的加载 6. 加载核心的相关设置 7. 设置系统时间 8. 设置中断控制台(console)的字形 9. 设置RAID与LVM等硬盘功能 10. 以fsak检验磁盘文件系统 11. 进行磁盘配额quota的转换（非必要） 12. 重新以可读取模式载入系统磁盘 13. 启动quota的功能 14. 启动随机数设备 15. 清除启动过程中生成的临时文件 16. 将启动相关信息加载到/var/log/message文件中 |
/ettc/rc.d/rc |
由init进程调用执行 根据制定的运行级别，加载或终止相应的系统服务 |
/etc/rc.local |
由rc脚本调用执行 保存用户定义的徐开机后自动执行的命令 |
inittab文件说明：
格式： id：runlevels：action ：process
id |
用于在inittab文件中唯一标识一条记录,没有特别的意义 |
runlevels |
用于指定记录能在哪些级别下运行(可以有多个，表示在相应的运行级均需要运行；也可以为空，为空时表示0~6都要运行) |
action |
用于指定记录将执行的动作类型 |
process |
用于设置启动进程所执行的动作命令 （字段中进程可以是任意的守候进程、可执行脚本或程序） |
inittab文件中每一记录都从新的一行开始，所以每个记录项最多可有512个字符；
运行级(runlevels)就是操作系统当前正在运行的功能级别。这个级别从1到6;
当运行级别改变，并且正在运行的程序并没有在新的运行级别中指定需要运行，那么init会先发送一个SIGTERM 信号终止，然后是SIGKILL. 运行级别发生变化时，init就会从/etc/inittab运行相应的命令
文件中有效的action值：
|
有效的action值
|
respawn：如果process字段指定的进程不存在，则启动该进程，init不等待处理结束，而是继续扫描inittab文件中的后续进程，当这样的进程终止时，init会重新启动它，如果这样的进程已存在，则什么也不做。 |
wait：启动process字段指定的进程，必须等到执行结束才去处理inittab中的下一记录项。 |
|
once: 启动process字段指定的进程，不等待处理结束就去处理下一记录项。当这样的进程终止时，也不再重新启动它，在进入新的运行级别时，如果这样的进程仍在运行，init也不重新启动它。 |
|
boot：只有在系统启动时，init才处理这样的记录项，启动相应进程，并不等待处理结束就去处理下一个记录项。当这样的进程终止时，系统也不重启它。 |
|
bootwait：系统启动后，当第一次从单用户模式进入多用户模式时处理这样的记录项，init启动这样的进程，并且等待它的处理结束，然后再进行下一个记录项的处理，当这样的进程终止时，系统也不重启它 |
|
off：如果指定的进程正在运行，init就给它发SIGTERM警告信号，在向它发出信号SIGKILL强制其结束之前等待5秒，如果这样的进程不存在，则忽略这一项。 |
|
powerfail：当init接到断电的信号(SIGPWR)时，处理指定的进程。当然前提是有U P S和监视UPS并通知init电源已被切断的软件。RHlinux默认没有列出该选项。 |
|
powerwait 当init接到断电的信号(SIGPWR)时，处理指定的进程，但init不会等待正在运行的进程结束，并且等到处理结束才去检查其他的记录项。 |
|
sysinit: 指定的进程在访问控制台之前执行，这样的记录项仅用于对某些设备的初始化，目的是为了使init在这样的设备上向用户提问有关运行级别的问题，init需要等待进程运行结束后才继续。 |
|
initdefault: 指定一个默认的运行级别，只有当init一开始被调用时才扫描这一项，如果runlevel字段指定了多个运行级别，其中最大的数字 是默认的运行级别，如果runlevel字段是空的，init认为字段是0123456，于是进入级别6，这样便陷入了一个循环，如果inittab文件中没 有包含initdefault的记录项，则在系统启动时请求用户为它指定一个初始运行级别 |
|
ctrlaltdel：允许init在用户于控制台键盘上按下Ctrl+Alt+Del组合键时，重新启动系统。注意，如果该系统放在一个公共场所，系统管理员可将Ctrl+Alt+Del组合键配置为别的行为，比如忽略等。我是设置成打印一句警告的话了（防止其他人恶意重启系统）：监视到特定的键盘组合键被按下时采取的动作，现在还不完善。 |
开机过程详细说明：
示意图：
过程说明：
1. BIOS：系统首先由POST(PowerOnSelfTest,上电自检)程序来对内部各个设备进行检查；自检后，就首先按照系统CMOS设置中保存的启动顺序搜寻软硬盘驱动器及CD—ROM、网络服务器等有效地启动驱动器，读入操作系统引导记录，然后将系统控制权交给引导记录，并由引导记录来完成系统的顺利启动。
注：
硬盘主引导记录MBR（Master Boot Record）：位于硬盘0磁道0柱面1扇区，该扇区共512bytes，其中MBR占446bytes ；MBR所做的唯一的事情就是装载第二引导装载程序。
分区表DPT（Disk Partition Table）占64bytes；
硬盘有效标志（Magic Number）占2bytes；
2. 引导扇区的前446字节，其中定义如何启动本硬盘上的系统（根据分区表找到对应分区上的内核）；而对于Linux，一般多用Grub引导，由于grub相对较大，所以分为两段式的进行引导，第一段存储于硬盘MBR中，第二段放置于操作系统内核所在的分区上。Grub根据MBR中第一段找到第二段，继续引导，第二段中放置的有GRUB菜单等信息，可以让用户选择需要继续引导启动的系统；并且菜单中指定的有内核及RamDisk信息；
3. 根据用户选择将对应的内核读到内存，解压展开；然后内核开始初始化；初始化完成后需要读取根分区（根是一切的起点），这时候如果系统不是普通磁盘，是scsi或是raid形式时，就需要先加载相关的文件系统驱动来驱动该磁盘设备，从而读取根分区（鸡和蛋问题）；这时候给内核提供了一个minilinux，即initrd，其中含有内核所需的一些基本模块驱动，该linux只在内存中运行。内核启动时展开该initrd来加载相应的驱动，在该驱动的补充之下从而挂载上根分区；
4. 然后运行根分区脚本/sbin/init 来初始化系统；这个客户自行程序运行会读取初始化配置文件inittab：在其中顺序定义并运行的有1.默认的运行级别 2.默认的系统服务初始化脚本sysinit位置 3.各种运行级别；系统会根据默认的运行级别，来对应执行相应级别下的脚本，该处脚本是链接文件，链接到init.d中相对应的文件，真正运行的是init.d里的脚本）。
注：
rc N;表示用rc脚本去运行rc N.d目录下的脚本；rc脚本就是去执行所需级别脚本的功能脚本；
目录下的文件均为脚本链接文件，指向/etc/rc.d/rcN.d/目录，并且命名时以S或K开头，后面跟上0-99的数字；S代表启动时执行；K代表关闭时执行；01-99代表启动或关闭的级别（数字越小越优先）
5. 初始化结束前执行最后一个文件：/etc/rc.d/rc.local，系统会读取该脚本中的所有命令并执行一遍；但是该脚本只在启动时执行一次，系统关闭时不能执行，所以不要为了实现开机启动而将某些服务写入这个脚本，那样会造成服务关机时的非正常关闭；
注：
内核：模块化设计，大部分设备模块是在需要时加载驱动，并且大部分模块的驱动放置于根分区上。
开机详细流程图：
