Linux系统启动过程.ppt

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1、Unix operating systemUnix operating systemLinux系统启动过程Linux系统的启动分5个阶段，每个阶段都完成不同的启动任务。本章以Linux和x86平台为例，剖析从打开计算机电源到计算机屏幕出现登录欢迎界面的整个Linux启动过程，并重点介绍启动中涉及的主要配置文件以及管理工具。Unix operating systemUnix operating system学习大纲学习大纲学习大纲学习大纲LinuxLinux系启动流程系启动流程系启动流程系启动流程BIOSBIOS初始化初始化初始化初始化启动引导工具启动引导工具启动引导工具启动引导工具LinuxL

2、inux内核内核内核内核初始化内存镜像盘初始化内存镜像盘初始化内存镜像盘初始化内存镜像盘(initrd(initrd)核心初始化核心初始化核心初始化核心初始化系统初始化文件（系统初始化文件（系统初始化文件（系统初始化文件（inittabinittab）系统运行级别（系统运行级别（系统运行级别（系统运行级别（runlevelrunlevel）系统初始化脚本（系统初始化脚本（系统初始化脚本（系统初始化脚本（rc.sysinitrc.sysinit）运行级别服务目录运行级别服务目录运行级别服务目录运行级别服务目录用户自定义启动脚本文件用户自定义启动脚本文件用户自定义启动脚本文件用户自定义启动脚本文件

3、Unix operating systemUnix operating systemLinux系统启动过程由于在Linux系统的启动过程中会出现非常多的提示信息，而且很多启动信息都是在屏幕上一闪而过，所以对于很多Linux系统的初学者来说，可能会觉得Linux的启动过程非常神秘和复杂。其实Linux系统的启动过程并不是大家想象中的那么复杂，其过程可以分为5个阶段。Unix operating systemUnix operating system1BIOS加电自检2加载主引导加载程序（MBR）3加载次引导加载程序（GRUB）4Linux内核映像5init进程Unix operating sys

4、temUnix operating system1 Linux系统启动过程简介Unix operating systemUnix operating system2 BIOS加电自检post检测外围设备检测启动设备（硬盘、光盘、网络）如果是硬盘启动则读取与执行启动设备的第一个扇区Unix operating systemUnix operating system2 2、BIOSBIOS初始化初始化Unix operating systemUnix operating system硬件时钟和软件时钟设置Unix operating systemUnix operating system3 引导加

5、载程序GRUB是Linux默认的引导加载程序，其引导过程又可以分为启动主引导加载程序和启动次引导加载程序两个阶段。本节将介绍GRUB在这两个阶段中的启动过程，以及介绍GRUB配置文件/boot/grub/grub.conf中的各种选项的使用。Unix operating systemUnix operating system3.1 引导加载程序的启动Linux默认安装的引导加载程序是GRUB，是目前最常用的Linux引导加载程序。其引导过程分为两个阶段，第一阶段是保存在MBR中的主引导加载程序的加载。MBR中的主引导加载程序是一个512字节大小的映像，其中包含有机器的二进制代码和一个小分区表。

6、主引导加载程序的任务就是查找并加载保存在硬盘分区上的次引导加载程序，它通过分区表查找活动分区，然后将活动分区的次引导加载程序从设备读入内存中并运行，进入引导加载程序的第二阶段。Unix operating systemUnix operating system3.1.1 启动流程Unix operating systemUnix operating system次引导加载程序也被称为内核加载程序，这个阶段的任务是加载Linux内核。一旦次引导加载程序被加载到内存中后，便会显示GRUB的图形界面，在该界面中用户可以通过上下方向键选择需要加载的操作系统以及它们的内核。Unix operating

7、systemUnix operating system3.1 引导加载程序的启动Unix operating systemUnix operating systemGRUBGRUB的配置文件为/boot/grub/grub.conf#ls l/etc/grub.conf 这个文件为一个软链接文件，指向/boot/grub/grub.confUnix operating systemUnix operating system5.3.2 GRUB配置GRUB的配置主要通过修改/boot/grub/目录下的grub.conf文件来完成，用户可以通过VI或者在图形界面中使用文件编辑工具打开该文件进行编

8、辑。#vi/etc/grub.conf1default选项：定义缺省启动系统2timeout选项：定义缺省等待时间3splashimage选项：定义GRUB界的图片4hiddenmenu选项：隐藏菜单5title选项：定义菜单单向ing称6root（hdx,y）：设置grub所在分区7kernel选项：定义内核文件所在位置8.initrd选项：定义文件加载镜像文件Unix operating systemUnix operating systemgrub.conf的范例：timeout=10#等待10秒自动进入默认操作系统splashimage=(hd0,0)/grub/splash.xpm.

9、gz#grub启动背景画面default=0#默认进入第一个标题title Red Hat Linux(2.4.20-18)#Red Hat Linux标题root(hd0,0)#根文件系统位置kernel /vmlinuz-2.4.20-18 ro root=LABEL=/#核心位置与核心加载参数initrd /initrd-2.4.20-18.img#启动initrd ram盘title windows#另一个操作系统的标题rootnoverify(hd0,1)#操作系统存放在hd0,1上，不要在grub里mountchainloader+1#从hd0,1的第一个扇面启动Unix oper

10、ating systemUnix operating system如果硬盘上的如果硬盘上的如果硬盘上的如果硬盘上的MBRMBR被更动过，可以用被更动过，可以用被更动过，可以用被更动过，可以用 /sbinsbin/grub-/grub-install/dev/install/dev/hdahda|sdasda来重安装来重安装来重安装来重安装grubgrub。Unix operating systemUnix operating systemUnix operating systemUnix operating system4 4 liunxliunx内核内核内核工作流程内核安装包vmlinuz-

11、x.x.xUnix operating systemUnix operating system4.1 内核映像Linux内核获得控制权后，将会按以下步骤继续引导系统。（1）内核映像首先会检测系统中的硬件设备，包括内存、CPU、硬盘等，对这些设备进行初始化并配置。（2）内核映像是经过压缩的，接下来它要对自身进行解压，同时加载必要的设备驱动。Unix operating systemUnix operating system（3）初始化与文件系统相关的虚拟设备，如LVM或者软件RAID等。（4）装载根文件系统（/），把根文件系统挂载到根目录下。（5）完成引导后，Linux内核会在其进程空间内加载i

12、nit程序，并把控制器交给init进程，由init进程继续完成接下来的系统引导工作。Unix operating systemUnix operating system4.2 内核核心版本命名规则主版本号、次版本号、补丁级数linux附加参数：发布号显示当前系统的内核信息（#uname r）Ls l/boot/vmlinuz 2.2.6.22Unix operating systemUnix operating system4.3、vmlinuz-x.x.x系统引导内核文件（vmlinuz）是可引导的、压缩的内核。Linux能够使用硬盘空间作为虚拟内存，因此得名“vm”。vmlinuz是可执行

13、的Linux内核，它的解压程序也在内核当中。内核文件存放 在/boot目录中。www.kernel.orgUnix operating systemUnix operating system内核映像Unix operating systemUnix operating system5 init进程init进程是Linux系统所有进程的起点，内核在完成内核引导后，便会加载init进程，其进程号是恒定为1。init进程启动后，会初始化操作系统，并启动特定的运行级别（Runlevel）下的自动运行程序。同时，向PID为0的内核调度器（kernel）获得CPU时间。Unix operating sys

14、temUnix operating system5.1 init进程简介内核映像在完成引导后，便会启动init进程。init进程对应的执行文件为/sbin/init，它是系统中所有进程的发起者和控制者，所有的进程都是由它所衍生。如果init进程出现问题，系统中的其他进程也会随之而受影响。1作为所有进程的父进程参照对象2运行不同级别的程序Unix operating systemUnix operating system内核进程init 查看#ps -ls|moreUnix operating systemUnix operating systeminittabVi /etc/inittabUn

15、ix operating systemUnix operating system5.2 init进程的引导过程当init进程获得控制权后，它首先会执行/etc/rc.d/rc.sysinit脚本，根据脚本中的代码配置环境变量、配置网络、启用Swap、检查并挂载文件系统、执行其他系统初始化所必须的步骤等。Unix operating systemUnix operating system6 重启和关闭系统Linux下常用的关机/重启命令有shutdown、root、halt以及init，它们都可以达到重启系统的目的，但每个命令的过程过程都有所不同。在本节的内容中将会介绍这些命令的使用方法，以及它

16、们之间的区别，希望读者经过本节的学习后可以灵活使用这些命令，完成系统的关机和重启。Unix operating systemUnix operating system6.1 shudown命令：关闭或重启系统使用shutdown命令可以安全地重启或关闭系统。当用户执行shutdown命令后，系统会通知所有已经登录的用户系统将要关闭，然后拒绝任何新的用户登录，同时向系统中进程发送SIGTERM信号，这样就可以让应用程序有足够的时间提交数据。启动或关闭系统是通过向init进程发送信号，要求它改变运行级别来实行的。其中，级别0被用来关闭系统，级别6为重启系统，级别1为单用户模式。shutdown命令

17、的格式如下：shutdown-t sec-arkhncfFHP time warning-messageUnix operating systemUnix operating system5.6.2 halt命令：关闭系统halt是关闭系统的快捷命令。执行halt命令其实是相当于执行带“-h”选项的shutdown命令。halt命令的格式如下所示。halt-n-w-d-f-i-p-hUnix operating systemUnix operating system5.6.3 reboot命令：重启系统reboot是重启系统的快捷命令。执行该命令，相当于执行带“-r”选项的shutdown命令

18、。该命令的格式如下：reboot-n-w-d-f-i-p-hUnix operating systemUnix operating system5.6.4 init命令：改变运行级别Linux系统共有7个不同的运行级别：0、1、2、3、4、5、6，使用init命令，可以改变系统当前的运行级别。其命令格式如下：init -a -s -b -z xxx 0123456Ss Unix operating systemUnix operating system7.27.27.27.2、系统运行级别（、系统运行级别（、系统运行级别（、系统运行级别（runlevelrunlevelrunlevelrunl

19、evel）initinit定义了定义了定义了定义了0606这这这这7 7个运行级别。个运行级别。个运行级别。个运行级别。0 关机关机1 单用户模式（文本模式单用户模式（文本模式）2 多用户模式但不支持多用户模式但不支持NFS（文本模式）（文本模式）3 多用户（文本模式多用户（文本模式）4 暂无定义暂无定义5 多用户图形界面模式多用户图形界面模式6 重启计算机重启计算机运行级别可以被指定于运行级别可以被指定于运行级别可以被指定于运行级别可以被指定于：系统启动时作为核心加载参数被指定系统启动时作为核心加载参数被指定未被指定的情况下，系统启动时从未被指定的情况下，系统启动时从/etc/inittab

20、中读取中读取在系统运行中，在系统运行中，root用户键入用户键入init 0-6来切换模式来切换模式。Unix operating systemUnix operating system8 8 8 8、系统初始化脚本、系统初始化脚本、系统初始化脚本、系统初始化脚本/etc/etc/rc.d/rc.sysinitrc.d/rc.sysinit是系统启动用的脚本是系统启动用的脚本从从/etc/sysctl.conf中读取核心参数中读取核心参数设置系统时钟设置系统时钟载入载入keymap激活激活swap分区分区设置主机名设置主机名检查根文件系统并挂载检查根文件系统并挂载加载加载Raid设备设备激活磁

21、盘限额激活磁盘限额检查并挂载其他文件系统检查并挂载其他文件系统清除失效锁及清除失效锁及PID文件文件Unix operating systemUnix operating system9 9、运行级别服务目录、运行级别服务目录每一个运行级别都对应一个目录每一个运行级别都对应一个目录/etc/rc.d/rcX.d目录内存放的，即当前运行级别需要开启的服目录内存放的，即当前运行级别需要开启的服务脚本务脚本对应/etc/rc.d/init.d/目录下的链接链接文件开头是S，表示启动；开头是K，则表示关闭。切换运行级别切换运行级别，即运行这个目录里所有的脚本，即运行这个目录里所有的脚本用户可以通过用户

22、可以通过ntsysvntsysv调整调整当前运行级别当前运行级别的开关的开关服务，或用服务，或用chkconfigchkconfig，调整某一运行级别下的，调整某一运行级别下的开关服务开关服务。Unix operating systemUnix operating system1010、用户自定义启动脚本文件、用户自定义启动脚本文件/etc/etc/rc.d/rc.localrc.d/rc.local文件是在系统启动最后一个被文件是在系统启动最后一个被读取的用户自定义启动脚本文件读取的用户自定义启动脚本文件。一般系统用户将针对此台计算机的开机定制设一般系统用户将针对此台计算机的开机定制设置写入

23、其中，而非置写入其中，而非/etc/rc.d/rc.sysinit/etc/rc.d/rc.sysinit。Unix operating systemUnix operating system5.6.5 通过图形界面关闭系统要注销当前用户，可以在系统面板上选择【系统】|【注销】命令，打开如图5.12所示的对话框。单击【注销】按钮，系统将注销当前的登录用户，并退出到用户登录界面。如果要关闭该对话框并返回桌面，可单击【取消】按钮。如果用户不单击任何按钮，系统将会在60秒后自动注销当前的登录用户。Unix operating systemUnix operating system5.7 系统启动时常

24、见的问题处理Linux救援模式是解决系统无法正常引导的最有效的解决方法，用户应该要熟练掌握进入Linux救援模式的方法。对于安装了多系统的环境，经常会由于重装Windows或者重新进行分区，导致GRUB被覆盖或者无法引导Linux，本节也会对这些问题给出具体的解决方法。Unix operating systemUnix operating system7.1 进入Linux救援模式当因为某些原因导致无法通过正常引导进入系统（例如GRUB损坏或者误删除了某些重要的系统配置文件）或需要进行某些特殊的系统维护任务（例如忘记了root用户的口令需要进行重置）时，就需要使用Linux救援模式。分析：进入

25、单用户模式（类似于windows的安全模式）重新设置root密码开机进入GRUB界面，按e进入编辑行模式，选择kernel行，再次按e键，在新的界面最后一行输入空格1（注意是one）或s，然后回车，则可进入单用户模式。Passwd root就可以修改密码了。Unix operating systemUnix operating system5.7.2 GRUB被Windows覆盖当安装双系统环境时，如果先安装Linux，再安装Windows；或者已经安装好双系统环境后，对Windows进行了重装，那么保存在MBR中的GRUB就会被Windows系统的引导装载程序NTLDR所覆盖，导致Linux

26、系统无法引导。这时候可以通过以下步骤恢复GRUB。（1）使用5.7.1节中所介绍的方法进入Linux救援模式，并执行“chroot/mnt/sysimage”命令切换根分区到硬盘的根分区。（2）在Shell中执行GRUB进入“grub”提示符。（3）执行“exit”命令退出硬盘的根分区，然后再执行一次该命令重启计算机。Unix operating systemUnix operating system5.7.2 GRUB被Windows覆盖Unix operating systemUnix operating system5.7.3 重新分区后GRUB引导失败如果系统中已经安装了Linux，用户使用分区工具对分区进行更改后，可能会导致Linux无法正常引导。例如，系统中有两个分区，其中第一个分区安装了Windows（hda1），第二个分区安装了Linux（hda5）。Unix operating systemUnix operating system5.7.3 重新分区后GRUB引导失败