Linux系统启动过程

1、第第5 5章章 LinuxLinux系统启动过程系统启动过程 Linux系统的启动分系统的启动分5个阶段，每个阶段都完成不同的个阶段，每个阶段都完成不同的 启动任务。本章以启动任务。本章以Red Hat Enterprise Linux 5.2和和x86平平 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 界面的整个界面的整个Linux启动过程，并重点介绍启动中涉及的主要启动过程，并重点介绍启动中涉及的主要 配置文件以及管理工具。配置文件以及管理工具。 5.1 Linux5.1 Linux系统启动过程简介系统启动过程简介 由于在由于在L

2、inux系统的启动过程中会出现非常多的提示信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 多多Linux系统的初学者来说，可能会觉得系统的初学者来说，可能会觉得Linux的启动过程的启动过程 非常神秘和复杂。其实非常神秘和复杂。其实Linux系统的启动过程并不是大家想系统的启动过程并不是大家想 象中的那么复杂，其过程可以分为象中的那么复杂，其过程可以分为5个阶段。个阶段。 1BIOS加电自检加电自检 2加载主引导加载程序（加载主引导加载程序（MBR） 3加载次引导加载程序（加载次引导加载程序（GR

3、UB） 4Linux内核映像内核映像 5init进程进程 5.1 Linux5.1 Linux系统启动过程简介系统启动过程简介 5.2 BIOS5.2 BIOS加电自检加电自检 X86计算机在启动后首选会进行计算机在启动后首选会进行BIOS的加电自检，检的加电自检，检 测计算机的硬件设备，然后按照测计算机的硬件设备，然后按照CMOS设置的顺序搜索处于设置的顺序搜索处于 活动状态并且可以引导的设备。引导设备可以是软盘、光驱活动状态并且可以引导的设备。引导设备可以是软盘、光驱 、USB设备、硬盘设置是网络上的某个设备。设备、硬盘设置是网络上的某个设备。 5.3 5.3 引导加载程序引导加载程序 G

4、RUB是是Red Hat Enterprise Linux 5.2默认的引导加默认的引导加 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。本节将介绍次引导加载程序两个阶段。本节将介绍GRUB在这两个阶段在这两个阶段 中的启动过程，以及介绍中的启动过程，以及介绍GRUB配置文件配置文件 /boot/grub/grub.conf中的各种选项的使用。中的各种选项的使用。 5.3.1 5.3.1 引导加载程序的启动引导加载程序的启动 Red Hat Enterprise Linux 5.2默认安装的引导加载程默认安装的

5、引导加载程 序是序是GRUB，是目前最常用的，是目前最常用的Linux引导加载程序。其引导引导加载程序。其引导 过程分为两个阶段，第一阶段是保存在过程分为两个阶段，第一阶段是保存在MBR中的主引导加中的主引导加 载程序的加载。载程序的加载。MBR中的主引导加载程序是一个中的主引导加载程序是一个512字节大字节大 小的映像，其中包含有机器的二进制代码和一个小分区表。小的映像，其中包含有机器的二进制代码和一个小分区表。 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，然后将活动次引导加载程序，它通过

6、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。加载程序的第二阶段。 次引导加载程序也被称为内核加载程序，这个阶段的次引导加载程序也被称为内核加载程序，这个阶段的 任务是加载任务是加载Linux内核。一旦次引导加载程序被加载到内存内核。一旦次引导加载程序被加载到内存 中后，便会显示中后，便会显示GRUB的图形界面，在该界面中用户可以通的图形界面，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。过上下方向键选择需要加载的操作系统以及它们的内核。 5.3.1 5.3

7、.1 引导加载程序的启动引导加载程序的启动 5.3.2 GRUB5.3.2 GRUB配置配置 GRUB的配置主要通过修改的配置主要通过修改/boot/grub/目录下的目录下的 grub.conf文件来完成，用户可以通过文件来完成，用户可以通过VI或者在图形界面中或者在图形界面中 使用文件编辑工具打开该文件进行编辑。使用文件编辑工具打开该文件进行编辑。 1default选项选项 2timeout选项选项 3splashimage选项选项 4hiddenmenu选项选项 5title选项选项 6root （hdx,y） 7kernel选项选项 5.4 5.4 内核映像内核映像 当用户选择启动当用

8、户选择启动Linux操作系统后，操作系统后，GRUB会根据会根据 /boot/grub.conf配置文件中所设置的信息，从配置文件中所设置的信息，从/boot/所在的所在的 分区上读取分区上读取Linux内核映像，然后把内核映像加载到内存中并内核映像，然后把内核映像加载到内存中并 把控制权交给把控制权交给Linux内核。内核。Linux内核获得控制权后，将会按内核获得控制权后，将会按 以下步骤继续引导系统。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）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。、硬盘等，对这些设备进

9、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）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。压，同时加载必要的设备驱动。 （3）初始化与文件系统相关的虚拟设备，如）初始化与文件系统相关的虚拟设备，如LVM或者软或者软 件件RAID等。等。 （4）装载根文件系统（）装载根文件系统（/），把根文件系统挂载到根目），把根文件系统挂载到根目 录下。录下。 （5）完成引导后，）完成引导后，Linux内核会在其进程空间内加载内核会在其进程空间内加载init 程序，并把控制器交程序，并把控制器交给给init进程，由进程，由init进程继续完成接下来进程继续

10、完成接下来 的系统引导工作。的系统引导工作。 5.4 5.4 内核映像内核映像 5.5 init5.5 init进程进程 init进程是进程是Linux系统所有进程的起点，内核在完成内系统所有进程的起点，内核在完成内 核引导后，便会加载核引导后，便会加载init进程，其进程号是进程，其进程号是1。init进程启动进程启动 后，会初始化操作系统，并启动特定的运行级别（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。用户可以通过更改相关的配置文件或）下的自动运行程序。用户可以通过更改相关的配置文件或 使用图形化配置工具使用图形化配置工具“服务配置服务配置”，自定义

11、需要在系统启动，自定义需要在系统启动 时自动运行的服务。时自动运行的服务。 5.5.1 init5.5.1 init进程简介进程简介 内核映像在完成引导后，便会启动内核映像在完成引导后，便会启动init进程。进程。init进程对进程对 应的执行文件为应的执行文件为/sbin/init，它是系统中所有进程的发起者和，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。如果控制者，所有的进程都是由它所衍生。如果init进程出现问题进程出现问题 ，系统中的其他进程也会随之而受影响。，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作为所有进程的父进程参照对象 2运行不同

12、级别的程序运行不同级别的程序 5.5.2 init5.5.2 init进程的引导过程进程的引导过程 当当init进程获得控制权后，它首先会执行进程获得控制权后，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脚本，根据脚本中的代码配置环境变量 、配置网络、启用、配置网络、启用Swap、检查并挂载文件系统、执行其他、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。系统初始化所必须的步骤等。 5.5.3 5.5.3 配置自动运行服务配置自动运行服务 配置自动运行服务涉及的文件较多，如果完全由用户配置自动运行服务涉及的文件较多，如果完全由用户 手工配置

13、，其过程比较繁琐，所以在手工配置，其过程比较繁琐，所以在Red Hat Enterprise Linux 5.2中提供有一个图形配置工具，可以有效地简化配中提供有一个图形配置工具，可以有效地简化配 置过程。用户首先要创建服务对应的启动关闭脚本，脚本的置过程。用户首先要创建服务对应的启动关闭脚本，脚本的 格式一般为：格式一般为： #!/bin/bash # chkconfig: - # description: # case $1 in start) stop) status) reload) restart) *) esac exit $RETVAL 5.6 5.6 重启和关闭系统重启和关闭系

14、统 Linux下常用的关机下常用的关机/重启命令有重启命令有shutdown、root、 halt以及以及init，它们都可以达到重启系统的目的，但每个命，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，以及它们之间的区别，希望读者经过本节的令的使用方法，以及它们之间的区别，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。学习后可以灵活使用这些命令，完成系统的关机和重启。 5.6.1 shudown5.6.1 shudown命令：关闭或重启系统命令：关闭或重启系

15、统 使用使用shutdown命令可以安全地重启或关闭系统。当用命令可以安全地重启或关闭系统。当用 户执行户执行shutdown命令后，系统会通知所有已经登录的用户命令后，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 进程发送进程发送SIGTERM信号，这样就可以让应用程序有足够的信号，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时间提交数据。启动或关闭系统是通过向init进程发送信号进程发送信号 ，要求它改变运行级别来实行的。其中，级别，要求它改变运行级别来实行的。其中，级别0被用来

16、关闭被用来关闭 系统，级别系统，级别6为重启系统，级别为重启系统，级别1为单用户模式。为单用户模式。shutdown 命令的格式如下：命令的格式如下： shutdown -t sec -arkhncfFHP time warning- message 5.6.2 halt5.6.2 halt命令：关闭系统命令：关闭系统 halt是关闭系统的快捷命令。执行是关闭系统的快捷命令。执行halt命令其实是相当命令其实是相当 于执行带于执行带“-h”选项的选项的shutdown命令。命令。halt命令的格式如下命令的格式如下 所示。所示。 halt -n -w -d -f -i -p -h 5.6.3

17、reboot5.6.3 reboot命令：重启系统命令：重启系统 reboot是重启系统的快捷命令。执行该命令，相当于是重启系统的快捷命令。执行该命令，相当于 执行带执行带“-r”选项的选项的shutdown命令。该命令的格式如下：命令。该命令的格式如下： reboot -n -w -d -f -i -p -h 5.6.4 init5.6.4 init命令：改变运行级别命令：改变运行级别 Linux系统共有系统共有7个不同的运行级别：个不同的运行级别：0、1、2、3、4 、5、6，使用，使用init命令，可以改变系统当前的运行级别。其命令，可以改变系统当前的运行级别。其 命令格式如下：命令格式

18、如下： init -a -s -b -z xxx 0123456Ss 5.6.5 5.6.5 通过图形界面关闭系统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】要注销当前用户，可以在系统面板上选择【系统】|【 注销】命令，打开如图注销】命令，打开如图5.12所示的对话框。单击【注销】按所示的对话框。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。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，系统将会在果用户不单击任何按钮

19、，系统将会在60秒后自动注销当前的秒后自动注销当前的 登录用户。登录用户。 5.7 5.7 系统启动时常见的问题处理系统启动时常见的问题处理 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决方法，用户应该要熟练掌握进入Linux救援模式的方法。救援模式的方法。 对于安装了多系统的环境，经常会由于重装对于安装了多系统的环境，经常会由于重装Windows或者或者 重新进行分区，导致重新进行分区，导致GRUB被覆盖或者无法引导被覆盖或者无法引导Linux，本，本 节也会对这些问题给出具体的解决方法。节也会对这些问题给出具

20、体的解决方法。 5.7.1 5.7.1 进入进入LinuxLinux救援模式救援模式 当因为某些原因导致无法通过正常引导进入系统（例当因为某些原因导致无法通过正常引导进入系统（例 如如GRUB损坏或者误删除了某些重要的系统配置文件）或需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（例如忘记了要进行某些特殊的系统维护任务（例如忘记了root用户的口用户的口 令需要进行重置）时，就需要使用令需要进行重置）时，就需要使用Linux救援模式。救援模式。 5.7.2 GRUB5.7.2 GRUB被被WindowsWindows覆盖覆盖 当安装双系统环境时，如果先安装当安装双系统环境时，如果先安装Linux，再安装，再安装 Windows；或者已经安装好双系统环境后，对；或者已经安装好