一 Linux 系統啟動流程
POST –> BIOS(Boot Sequence) –> MBR(bootloader) –> kernel + initramfs(或initrd) –> rootfs (ro) –> /sbin/init –> (/etc/inittab, /etc/init/*.conf) –>設定默認運行級別–>使用/etc/rc.d/rc.sysinit初始化系統 –> 分別啟動并關閉指定服務 –> 啟動終端
1. post：當我們按下開機的電源后，主板上的芯片組會首先向CPU發出一個reset指令，之后待芯片組檢測到電源供電穩定后便撤去reset指令，CPU就會跳轉到BIOS中的啟動代碼位置; BIOS首先要檢測關鍵設備是否正常，這個過程就稱為POST（加電后自檢）。
2．MBR：CPU讀取可引導設備的第一個扇區即MBR（Master boot record），也稱“主引導記錄”，大小為512字節，其中存放著：
引導加載程序（boot loader)：446bytes，常用的boot loader有LILO和GRUB，現以GRUB為主；
分區表：64bytes
有效性標記：2bytes
CPU執行boot loader，boot loader選擇要啟動的內核（在當前磁盤的某或某些分區上）并加載到內存中
3.kernel + initramfs：內核被加載后，它要做的工作主要有：探測硬件、裝載驅動程序、以只讀方式裝載根文件系統（rootfs）、啟動第一個進程/sbin/init。
備注：內核要裝載根文件系統就需要先能驅動磁盤，即需要先裝載驅動程序，而驅動程序又在磁盤上。為解決此問題，boot loader在加載內核的同時也把initramfs（或initrd）加載到內存中，它是一個臨時的根文件系統，里面包含了啟動所必須的驅動模塊。內核掛載這個臨時根，裝載驅動程序，然后釋放臨時根，掛載實際的根文件系統，并啟動第一個進程/sbin/init。
4．init：內核初始化的最后一步就是啟動pid為1的/sbin/init進程。這個進程是系統的第一個進程，它負責產生其他所有進程。init進程上來首先做的事是去讀取/etc/inittab和/etc/init/*.conf
init程序類型：
SysV: init, CentOS 5
配置文件：/etc/inittab
Upstart: init, CentOS 6
配置文件：/etc/inittab, /etc/init/*.conf
Systemd：systemd, CentOS 7
配置文件：/usr/lib/systemd/system, /etc/systemd/system
在/etc/inittab和/etc/init/*.conf中,大致規定了以下動作：
取得runlevel即運行級別
使用/etc/rc.d/rc.sysinit進行系統初始化
根據runlevel啟動相應的服務并關閉需要停止的服務
確定Ctrl+Alt+Delete組合鍵功能
啟動字符終端
啟動圖形終端
系統運行級別：
0：關機
1：single user mode，單用戶模式；直接以root身份登錄，無需身份認證，且不會開啟網絡服務
2：multi user mode，不支持NFS功能
3：完全多用戶模式，文本接口
4：未使用，預留級別
5：完全多用戶模式，圖形接口
6：重啟
可在命令行切換級別：init #
配置文件：/etc/inittab
id:runlevels:action:process
各字段的含義：
id：登記項的標識符，必須是唯一的
runlevels：系統的運行級別，表示process的action要在哪個級別下運行，可定義多個級別，各級別間不用
分隔符；如果為空，表示在所有的運行級別下運行
具體的action有：
respawn：當process終止后馬上啟動一個新的
wait：當進入指定的runlevels后process才會啟動一次，并且到離開runlevels為止
initfault：設定默認的運行級別
sysinit：系統初始化，只有系統開機或重啟時process才會被執行一次
5.sysinit: 在設定了運行等級后，Linux系統執行的第一個用戶層文件就是/etc/rc.d/rc.sysinit腳本
(1) 設置主機名；
(2) 設置歡迎信息；
(3) 激活udev和selinux;
(4) 掛載/etc/fstab文件中定義的文件系統；
(5) 檢測根文件系統，并以讀寫方式重新掛載根文件系統；
(6) 設置系統時鐘；
(7) 激活swap設備；
(8) 根據/etc/sysctl.conf文件設置內核參數；
(9) 激活lvm及software raid設備；
(10) 加載額外設備的驅動程序；
(11) 清理操作；
6.啟動指定的默認級別的默認為啟動的服務，停止指定的級別下默認為關閉的服務
/etc/rc.d/rc#.d (#表示運行級別），該目錄下都是符號鏈接文件，其指向的實際服務腳本位于/etc/rc.d/init.d目錄中（該目錄有個軟鏈接/etc/init.d）。這些鏈接文件均以S或K開頭：
S##：啟動的服務
K##：停止的服務
##：01-99，數字越小，越優先啟動或關閉
注意：正常級別下，最后啟動一個服務S99local沒有鏈接至/etc/rc.d/init.d一個服務腳本，而是指向了/etc/rc.d/rc.local腳本；因此，不便或不需寫為服務腳本放置于/etc/rc.d/init.d/目錄，且又想開機時自動運行的命令，可直接放置于/etc/rc.d/rc.local文件中；
chkconfig：查看或修改服務隨系統啟動的啟動選項，它并不是直接激活或停止一個服務，而只是修改了其符號鏈接。用法如下：
a) 讓指定的服務接受chkconfig命令管理：
第一步：在位于/etc/rc.d/init.d目錄下的服務腳本中添加如下一行或多行注釋：
# chkconfig: LEVEL SPRI KPRI ，例如# chkconfig: – 85 15
chkconfig后面有三個字段，它們的含義分別為：
LEVEL：當此服務由chkconfig控制時，默認在哪些運行級是啟動的。若默認不在任何運行級啟動，以“–”號表示
SPRI：啟動優先級
KPRI：關閉優先級
第二步：chkconfig –add SERVICE，該命令會自動在/etc/rc.d/rc#.d目錄中創建鏈接文件
b) chkconfig del SERVICE：讓指定服務不再接受chkconfig管理，會刪除鏈接文件
c) chkconfig –list [SERVICE]：顯示所有服務或指定服務的開機啟動設置
d) chkconfig [–level ###] SERVICE on/off/reset：若不指定–level選項，on和off操作默認只對運行級2、3、4、5有效，而reset默認對所有運行級有效，reset意為重置，即恢復成服務腳本中的初始設置
二 grub應用
GRUB:grand uniform bootloader:統一引導加載器，找到操作系統所在的磁盤，并把內核加載到內存，將控制器轉交給內核的程序。
GRUB（Grand Unified Bootloader）是由GNU下的FSF組織所推行的；
CentOS 5和CentOS 6上使用的版本為Grub 0.97，
CentOS 7上使用的版本為Grub2 1.96。
功能：MBR中的前 446 個字節，是BooTLoader的一種，提供一個菜單，允許用戶選擇要啟動系統或不同的內核版本；把用戶選定的內核裝載到內存中的特定空間中，解壓展開，把系統控制權移交給內核，主要是由device.map，menulst，stage1,stage2,以及一系列的stage1_5組成。
grub legacy:
stage1: mbr (0柱面 0磁道 1扇區)
stage1_5: mbr之后的扇區，讓stage1中的bootloader能識別stage2所在的分區上的文件系統；
stage2：磁盤分區(/boot/grub/)，讀取grub.conf配置文件，并實現引導功能的擴展
配置文件：/boot/grub/grub.conf <– /etc/grub.conf
配置項：
1.default=#: 設定默認啟動的菜單項；落單項(title)編號從0開始；
2.timeout=#：指定菜單項等待選項選擇的時長；
3.splashimage=(hd#,#)/PATH/TO/XPM_PIC_FILE：指明菜單背景圖片文件路徑；
4.hiddenmenu：隱藏菜單；
5.password [–md5] STRING: 設置密碼，菜單編輯認證；
6.title TITLE：定義菜單項“標題”, 可出現多次；
a) root (hd#,#)：grub查找stage2及kernel文件所在設備分區；為grub的“根”;
b) kernel /PATH/TO/VMLINUZ_FILE [PARAMETERS]：啟動的內核，指定 kernel 文件的位置，還要 指出root（系統啟動后）的位置，掛載方式 ro，這項很關鍵
c) initrd /PATH/TO/INITRAMFS_FILE: 內核匹配的ramfs文件；
d) password [–md5] STRING: 啟動選定的內核或操作系統時進行認證；
initramfs文件說明：initramfs-2.6.32-573.el6.x86_64.img
nitramfs 是以 gzip 壓縮的 cpio 格式的文件。內核啟動時將他作為一個臨時的根文件系統。
grub 的 stage2 將initrd加載到內存里，然后將其中的內容釋放到內存中，
內核便去執行init腳本，這時內核將控制權交給了init文件處理。
init 它也主要是加載各種存儲介質相關的設備驅動程序。當所需的驅動程序加載完后，
會創建一個根設備，然后將根文件系統rootfs以只讀的方式掛載。
這一步結束后，釋放未使用的內存，轉換到真正的根文件系統上面去，同時運行/sbin/init程序，
執行系統的1號進程。此后系統的控制權就全權交給/sbin/init進程了。
grub的功能：
(1) 提供菜單、并提供交互式接口
e: 編輯模式，用于編輯菜單；
c: 命令模式，交互式接口；
(2) 加載用戶選擇的內核或操作系統
允許傳遞參數給內核
可隱藏此菜單
(3) 為菜單提供了保護機制
為編輯菜單進行認證
為啟用內核或操作系統進行認證
如何識別設備：
(hd#,#)
hd#: 磁盤編號，用數字表示；從0開始編號
#: 分區編號，用數字表示; 從0開始編號
(hd0,0)
grub的命令行接口：
help: 獲取幫助列表
help KEYWORD: 詳細幫助信息
find (hd#,#)/PATH/TO/SOMEFILE：
root (hd#,#) 指定哪個分區為接下來要啟動的系統或內核文件所在的分區
kernel /PATH/TO/KERNEL_FILE: 設定本次啟動時用到的內核文件；額外還可以添加許多內核支持使用
cmdline參數；
例如：init=/path/to/init, selinux=0
initrd /PATH/TO/INITRAMFS_FILE: 設定為選定的內核提供額外文件的ramdisk；
boot: 引導啟動選定的內核；
手動在grub命令行接口啟動系統：
grub> root (hd#,#)
grub> kernel /vmlinuz-VERSION-RELEASE ro root=/dev/DEVICE
grub> initrd /initramfs-VERSION-RELEASE.img
grub> boot
示例1 grub保護機制，為grub設置密碼，開機進入也需要輸入密碼
a) grub-md5-crypt生成密碼
b) 保護編輯功能，則需要title之外的添加
vi /boot/grub/grub.conf
password –md5 $1$.Co8f$ytb48fDRNEzwZBzE36GUv.
現在添加好密碼到文件后 重啟系統在開選擇grub 就需要密碼才能進入
示例2 如果忘記根密碼就進入單用戶模式修改密碼
a) 啟動計算機，在顯示GRUB菜單時—按e鍵, 進入編輯—選kernel項—按e鍵
b) 輸入空格+single 回車—按b鍵,重啟系統進入單用戶模式，輸入以下命令更改口令：
安裝grub：
(1) grub-install
grub-install –root-directory=ROOT /dev/DISK
(2) grub
grub> root (hd#,#)
grub> setup (hd#)
示例3 重新安裝grub, 用grub-install安裝
dd if=/dev/zero of=/dev/sda bs=200 count=1 模擬破壞掉原來的grub
grub-install –root-directory=/ /dev/sda 重新安裝grub
示例4 在grub命令提示符下修復grub
dd if=/dev/zero of=/dev/sda bs=200 count=1 模擬破壞掉原來的grub
grub
root (hd0,0)
setup (hd0)
示例5 在緊急救援模式下修復
d if=/dev/zero of=/dev/sda bs=200 count=1
放入光碟重啟，進入救援模式，或者按住ESC 進入命令行提示符輸入linux rescus
打開一好shell 命令提示符輸入
chroot /mnt/sysimage
grub-install –root-directory=/ /dev/sda
reboot
示例6 Vmware 虛擬機下制作grub
第一步：準備好塊新磁盤，分3個區
第二步：模擬啟動時的boot目錄，和根目錄，并掛載。
mkdir /mnt/boot
mount /dev/sdb1 /mnt/boot/
第三步：制作 grub，并生成 grub 的配置文件
grub-install –root-directory=/mnt /dev/sdb
拷貝內核文件和initramfs 文件到 /mnt/boot 目錄下，并生成 grub.conf 文件
cp /boot/vmlinuz-2.6.32-573.el6.x86_64 /mnt/boot/vmlinuz
cp /boot/initramfs-2.6.32-573.el6.x86_64.img /mnt/boot/initramfs.img
vi /mnt/boot/grub/grub.conf
第四步: 生成根文件系統
mkdir /mnt/sysroot
mount /dev/sdb3 /mnt/sysroot/
cd /mnt/sysroot/
mkdir -pv etc bin sbin lib lib64 dev proc sys tmp var usr home root mnt media
第五步：拷貝使用命令和庫到對應根目錄下
cp /bin/bash /mnt/sysroot/bin/
ldd /bin/bash
cp /lib64/libtinfo.so.5 /mnt/sysroot/lib64/
cp /lib64/libdl.so.2 /mnt/sysroot/lib64/
cp /lib64/libc.so.6 /mnt/sysroot/lib64/
cp /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 /mnt/sysroot/lib64/
sync
vi /mnt/boot/grub/grub.conf
將剛才的磁盤鏡像作為另一個虛擬機的啟動盤。
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