CentOS5、6的啟動流程
? ? Linux：kernel + rootfs，Linux系統就是內核加上根文件系統。
內核之上是庫：
庫：函數集合，function，函數具有調用接口，庫函數不能單獨執行，必須被其他程序調用
? ? 過程調用：procedure，沒有返回結果
? ? 函數調用：function，有返回結果
程序：程序調用庫或系統調用，完成業務，可以單獨執行。
內核設計流派：
? ? 單內核模式：Linux，把所有功能集成于同一個程序
? ? 微內核模式：Windows，Solaris，每種功能使用一個單獨子系統實現
Linux內核特點：
? ? 支持模塊化：.ko（是內核的模塊，相對的有.so，共享對象模塊，是共享庫的模塊文件）
? ? 支持模塊的動態裝載和卸載；
? ? 組成部分：
? ? ? ? 核心文件：/boot/vmlinuz-VERSION-release
? ? ? ? ? ? ramdisk：
? ? ? ? ? ? ? ? CentOS 5：/boot/initrd-VERSION-release.img
? ? ? ? ? ? ? ? CentOS 6：/boot/initramfs-VERSION-release.img
? ? ? ? 模塊文件：/lib/modules/VERSION-release
ramdisk是用文件來模擬磁盤，提供最開始的根文件系統，以裝載系統啟動必須的驅動。? ? ? ??
CentOS 系統啟動流程：
? ? POST：加電自檢
? ? ? ? ROM：CMOS，BIOS：Basic Input and Output System
? ? ? ? 內存是ROM+RAM組成
? ? BOOT sequence：按次序查找各引導設備，第一個有引導程序的設備即為本次啟動用到的設備
? ? ? ? bootloader：引導加載器，程序
? ? ? ? ? ? windows：ntloader
? ? ? ? ? ? Linux：LILO——LInux LOader；GRUB——GRand Uniform Bootloader，GRUB有0.X版，叫做GRUB Legacy，GRUB 1.X，叫GRUB2
? ? ? ? bootloader功能：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，并把系統控制權移交給內核；
? ? MBR：（0磁道0扇區）
????????446：bootloader
? ? ? ? 64：fat
? ? ? ? 2：55AA
? ? GRUB：
? ? ? ? bootloader：1st stage
? ? ? ? disk：2nd stage
kernel：
? ? 自身初始化：
? ? ? ? 探測可識別到的所有硬件設備；
? ? ? ? 加載硬件驅動程序；（有可能會借助于ramdisk加載驅動）
? ? ? ? 以只讀方式掛載根文件系統；
? ? ? ? 運行用戶空間的第一個應用程序：/sbin/init
? ? init程序的類型：
? ? ? ? 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
? ? ramdisk：
? ? ? ? 內核中的特性之一：使用緩沖和緩存來加速對磁盤上的文件的訪問
? ? ? ? ramdisk --> ramfs，CentOS5將ramdisk模擬成磁盤，導致內核再次緩沖
? ? ? ? CentOS5：initrd，工具程序：mkinitrd
? ? ? ? CentOS6：initramfs，工具程序：mkinitrd，dracut
系統初始化：
? ? POST --> BootSequence(BIOS)?--> Bootloader(MBR)?--> kernel(ramdisk)?--> rootfs(只讀)?--> init
/sbin/init
? ? CentOS 5：
? ? 運行級別：為了系統的運行或維護等應用目的而設定，共0-6，一個7個級別
? ? ? ? 0 ：關機
? ? ? ? 1 ：單用戶模式（root，無須登錄），single，維護模式；
? ? ? ? 2 ：多用戶模式，會啟動網絡功能，但不會啟動NFS，維護模式；
? ? ? ? 3 ：多用戶模式，正常模式，文本界面
? ? ? ? 4 ：預留級別，可同3級別
? ? ? ? 5 ：多用戶模式，正常模式，圖形界面
? ? ? ? 默認級別：3,5
? ? ? ? 切換級別：init #
? ? ? ? 查看級別：runlevel、who -r
各級別的不同之處，主要在于init按照配置文件進行的初始化的不同
配置文件：/etc/inittab? ?（CentOS 5）
每行定義一種action以及與之對應的process
? ? id ： runlevel ： action ： process
? ? action：
? ? ? ? wait：切換至此級別運行一次
? ? ? ? respawn：此process終止，就重新啟動之
? ? ? ? initdefault：設定默認運行級別，process省略
? ? ? ? sysinit：設定系統初始化方式，此處一般指定為/etc/rc.d/rc.sysinit
示例：? ?
? ? id : 3 : initdefault :?
? ? si :? : sysinit : /etc/rc.d/rc.sysinit
? ? l0 : 0 : wait : /etc/rc.d/rc 0
? ??l1 : 1 : wait : /etc/rc.d/rc 1
? ? ........
? ? l6 : 6 : wait : /etc/rc.d/rc 6
? ? 說明：rc 0-->意味著讀取/etc/rc.d/rc0.d/目錄下的文件（腳本鏈接），文件以K或S開頭
? ? ? ? K*：K##*，##運行次序，越小越先運行，K是Kill要關閉的，數字越小的服務，通常為依賴到別的服務。
? ? ? ? S*：S##*，S是Start，要啟動的，數字越小越先運行，數字小的服務，通常為被依賴到的服務。
? ? ? ? for srv in /etc/rc.d/rc0.d/K*;do
? ? ? ? ? ? $srv stop
? ? ? ? done
? ? ? ? for srv in /etc/rc.d/rc0.d/S*;do
? ? ? ? ? ? $srv start
? ? ? ? done
?
chkconfig命令：查看每個服務在不同級別下是啟動還是關閉的。
chkconfig --list
? ? chkconfig --level 3 NetworkManager? off? ?修改級別下是啟動還是關閉，即修改K或S
添加：
? ? SysV的服務腳本放置于/etc/rc.d/init.d （/etc/init.d）
? ? ? ? chkconfig --add name
測試添加自定義的服務：testsrv：
1）在/etc/rc.d/init.d目錄下新建testsrv文件
2）給testsrv文件增加執行權限：
chmod +x testsrv
3）加到服務中去：
chkconfig --add testsrv
下圖是添加服務前的文件
添加后，查看結果：
刪除：
? ? chkconfig --del?name
? ? chkconfig --del testsrv
修改指定的鏈接類型
? ? chkconfig [--level levels] name <on | off | reset>
? ? ? ? --level ####：指定要設置的級別；省略時表示2345
特殊的S99local服務：正常級別下，最后啟動的一個服務，沒有連接至/etc/rc.d/init.d目錄下
指向的是上級目錄的rc.local，是一個腳本文件，可以將不便或不需要寫為服務腳本放于/etc/rc.d/init.d目錄下，不需要chkconfig管理，但又想開機時自動運行的命令或腳本寫入此文件。
/etc/rc.local也指向/etc/rc.d/rc.local
在init的最后，就是要啟動一個供用戶登錄的會話窗口，使用戶可以登錄，登錄后，啟動bash進行交互操作。假設這個登錄在inittab中如下：
tty1:2345：respawn：/usr/sbin/mingetty tty1
tty2:2345：respawn：/usr/sbin/mingetty tty2
......
tty6:2345：respawn：/usr/sbin/mingetty tty6
? ? mingetty會調用login程序，以驗證用戶登錄合法性
/etc/rc.d/rc.sysinit：系統初始化腳本，完成以下功能
? ? （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
總結：（CentOS 5的init）
/sbin/init --> (/etc/inittab) --> 設置默認運行級別 --> 運行系統初始化腳本、完成系統初始化 -->關閉對應級別下需要關閉的服務，啟動需要啟動的服務 --> 設置登錄終端
CentOS 6：
? ? init程序為：upstart，由Ubuntu研制，其配置文件：/etc/inittab 、/etc/init/*.conf，主要是后者，即將CentOS5的inittab分割成多個.conf文件。
注意：/etc/init/*.conf文件語法，遵循upstart配置文件語法格式；
網上找的啟動流程圖：
CentOS5、6忘記密碼的解決：
? ? 啟動系統時，設置其運行級別1：啟動時，提示按任意鍵進入隱藏的GRUB菜單
? ??
按e鍵可以編輯菜單：
root (hd0,0)指定grub根目錄所在設備位置，這里是第一個硬盤的第一個分區，這里root是grub的命令，指定boot所在的分區作為grub的根目錄
kernel是加載內核，指定內核文件，以只讀（ro）加載文件系統的根目錄，即根分區，root=。。。參數指定文件系統根分區的位置，使用了lvm
initrd是將.img文件作為虛擬磁盤載入內存，模擬根文件系統，其上有少量驅動程序等，如要使用lvm，必須加載lvm文件系統驅動
以上指定的分區、設備可以參考下面查看到的信息
通過上面的信息，root(hd0,0)就是指定/boot所在的分區，即/dev/sda1，kernel加載的內核文件 /vmlinuz-2.6.32-754.el6.x86_64，實際上是(hd0,0)/vmlinuz-2.6.32-754.el6.x86_64，這里的根是指的boot分區，后面的參數root=/dev/mapper/vg_study610-lv_root，才是指定文件系統的根分區，其使用的是lvm，看上圖，mount信息中根“/”的掛載設備就是這里的參數值。initrd是在沒有加載文件系統根目錄前，模擬的根文件系統，以提供部分驅動。如要想使用真正的根文件系統，必須加載lvm驅動，這個就要放在initrd的文件中。
這里編輯kernel這一行，這個命令行很長，具體如下：
kernel /vmlinuz-2.6.32-754.el6.x86_64 ro root=/dev/mapper/vg_study610-lv_root rd_NO_LUKS LANG=en_US.UTF-8 rd_NO_MD rd_LVM_LV=vg_study610/lv_swap SYSFONT=latarcyrheb-sun16 crashkernel=auto rd_LVM_LV=vg_study610/lv_root ?KEYBOARDTYPE=pc KEYTABLE=us rd_NO_DM rhgb quiet
在其后添加空格 1或single，表示運行于level 1級別。然后回車，確認修改，回到上一級菜單，然后按b鍵，表示啟動運行這個內核。
不需要輸入密碼，直接以root登錄了，然后可以修改密碼。
GRUB（Boot Loader）：
grub legacy（grub1）
? ? stage 1：mbr
? ? 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/）
? ? 配置文件：/boot/grub/grub.conf? <-- /etc/grub.conf
? ? stage2及內核等通常放置于一個基本磁盤分區；
? ? 功用：
? ? ? ? （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）位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#,#）：第一個#表示磁盤號，第二個#表示第#個分區，都是從0開始編號。
grub的命令行接口：
? ? find (hd#,#)/PATH/TO/SOMEFILE：查找特定文件
? ? root (hd#,#)：指定根目錄
? ? 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的cmdline參數，如：
? ? ? ? init=/path/to/init?， selinux=0
? ? initrd?l /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 (hd0,0)
? ? grub>kernel /vmlinuz-VERSION-RELEASE ro root=/dev/DEVICE
? ? grub>initrd /initramfs-VERSION-RELEASE.img
? ? grub>boot
grub配置文件：/boot/grub/grub.conf
? ? 配置項：
? ? ? ? default=#：設定默認啟動的菜單項；菜單項（title）標號從0開始
? ? ? ? timeout=#：指定菜單項等待選項選擇的時長
? ? ? ? splashimage=(hd#,#)/PATH/TO/XPM_PIC_FILE：指明菜單項背景圖片文件路徑
? ? ? ? hiddenmenu：隱藏菜單
? ? ? ? password [--md5] STRING：菜單編輯認證
? ? ? ? title TITLE：定義菜單項“標題”，可出現多次，引導不同的內核
? ? ? ? ? ? root (hd#,#)：grub查找stage2及kernel文件所在設備分區：為grub的“根”
? ? ? ? ? ? kernel /PATH/TO/VMLINUZ_FILE [PARAMETERS] ：啟動的內核
? ? ? ? ? ? initrd /PATH?TO?INITRAMFS_FILE：內核匹配的ramfs文件
? ? ? ? ? ? password [--md5] STRING：啟動選定的內核或操作系統時進行認證
grub-md5-crypt：grub提供的加密工具
安裝grub：grub-install命令
? ? (1)grub-install
? ? ? ? grub-install --root-directory=ROOT /dev/DISK
? ? (2)grub
? ? ? ? grub>root (hd#,#)
? ? ? ? grub set (hd#)
實驗1：新增加一塊硬盤，在此硬盤上安裝grub并設置init為bash。（即為新盤安裝系統）
? ? （1）新增一塊硬盤
? ? ? ? （2）對新增的磁盤做分區
使用fdisk /dev/sdb進行分區
sdb1為boot分區，sdb2為swap分區，sdb3為根分區。
? ? （3）安裝文件系統：
? ? （4）將sdb1掛載到當前系統中，sdb1作為新系統的boot分區
? ? （5）安裝grub
運行grub-install：
? ? grub-install --root-directory=/mnt /dev/sdb
這里需要注意的是--root-directory的指定，這里是指定boot的根，實驗的boot分區是掛載在/mnt/boot下，所以/mnt/boot應該為boot的根，但是grub安裝程序會自動在根下創建boot子目錄，所以，如果--root-directory指定為/mnt/boot的話，最終會創建/mnt/boot/boot/grub，所以根目錄指定不包括boot子目錄。如下的測試：
在grub目錄下，可以看到stage1，stage1_5和stage2，stage1此時已經安裝到了sdb磁盤的MBR，grub中缺少配置文件，手動創建一個。
同時，在boot的根目錄下，此時還沒有內核文件與ramfs文件，拷貝當前系統的文件到此目錄下：
這里要注意的是：第一條 root (hd0,0)為何是(hd0,0)，因為最終這塊磁盤要單獨作為系統使用，這就成為了第一磁盤，第二條kernel中的root，是最終單獨使用磁盤時，作為根目錄的磁盤，即前面分區的sdb3，最終成為sda3。
然后，要成為文件系統的根，需要按照FHS，創建相應的目錄結構：
拷貝bash程序到對應目錄，作為新系統啟動后運行的進程，一個程序要運行，不但要拷貝程序本身，還要有對用的共享庫，測試拷貝的bash是否可用，可以將根切換到新系統：chroot /mnt/sysroot
修改一下grub.conf配置文件，將kernel命令添加參數init=/bin/bash，即限定kernel后的init是bash，而不是默認的init。
? ? （6）新建虛擬機，其硬盤使用剛才的磁盤。
? ? （7），啟動新建的虛擬機
啟動失敗，原因是拷貝的內核中啟動了selinux，在配置菜單中添加禁止selinux的參數：
系統引導成功。
實驗2：本機grub損壞，但是系統還在運行中。
? ? （1）備份MBR，然后破壞MBR，但不破壞分區表，即MBR中的前446被破壞：
此時，重啟系統就會出錯。
? ? （2）使用grub-install修復：
如此，便修復了MBR。
? ? （3）還可以進入grub命令交互界面：
指定boot根：root (hd0,0)
修復： setup （hd0）
可以看到，setup檢測到stage1不存在了，然后安裝執行了stage1，在MBR，然后在隨后的27個扇區安裝的stage1_5。
如此，也修復完畢。
實驗3：本機grub損壞，重啟系統了，此時需要使用使用修復模式（Rescue）進行修復，需要另外的啟動盤，如光盤、U盤等。
破壞MBR：
重新啟動后：
鏈接ISO文件，從光驅啟動：
最后一項回車：
選擇Rescue a CentOS system，或者在第一個界面按Esc，進入命令行，鍵入：linux rescue
可以看到，已經發現了已安裝的系統，并將其掛載到/mnt/sysimage下。
按回車，運行shell，在shell下，切換root到原來的系統
再次啟動，可以引導。
CentOS6的界面：
以上方法恢復后，重新啟動引導后出現如下警告：
等待重新加載后，啟動成功。
Linux Kernel：
? ? 單內核模式、但充分借鑒了微內核模式的優先，為內核引入模塊化機制。
? ? 內核組成部分：
? ? ? ? kernel：內核核心，一般為bzImage，通常在/boot目錄下，名稱為vmlinuz-VERSION-RELEASE
? ? ? ? kernel object：內核對象，一般放置于/lib/moudles/VERSION-RELEASE/目錄下
? ? ? ? 內核對象可以做成模塊功能的，有三種選擇：
? ? ? ? ? ? [ ]：N ，不選擇，不編譯此功能
? ? ? ? ? ? [M]：M，選擇編譯成模塊
? ? ? ? ? ? [*] ：Y，編譯成內核核心部分。
? ? ? ? 輔助文件：ramdisk，兩種
? ? ? ? ? ? initrd 和?initramfs
運行中的內核：uname命令
? ? uname [option]...
? ? ? ? -n：顯示節點名稱
? ? ? ? -r：顯示VERSION-RELEASE號
? ? lsmod ：查看已經裝載的內核模塊，此命令讀取的是/proc/modules文件的內容。
查看某模塊詳細信息：modinfo [option] 模塊名
參數：-n、-p、-a、-d、-l
裝載或卸載模塊命令：modprobe?
裝載：modprobe [-C config-file] [moudlename] [module parameters...]
? ? 配置文件：/etc/modprobe.conf，/etc/modprobe.d/*.conf
卸載：modprobe [-r] modulename...
查詢模塊信息時，能夠看到依賴關系，這個依賴關系是保存在/lib/modules/VERSION-RELEASE/modules.dep文件中，實際使用是將其編譯成二進制，即modules.dep.bin文件。
depmod命令：內核模塊依賴關系文件及系統信息映射文件的生成工具。
裝載或卸載內核模塊的其他命令：
? ? insmod [filename] [module option]
? ? rmmod modulename
/proc目錄：
? ? 內核把自己內部狀態信息及統計信息，以及可配置參數通過proc偽文件系統加以輸出。
? ? 參數：
? ? ? ? 只讀：輸出信息
? ? ? ? 可寫：可接受用戶指定“新值”來實現對內核某功能或特性的配置，主要在?/proc/sys目錄
? ? ? ? sysctl命令用于查看或設定此目錄中諸多參數
? ? ? ? ? ? sysctl -w path.to.parameter=VALUE
? ? ? ? echo命令通過重定向的方式也可以修改大多數參數的值；
? ? ? ? ? ? echo "VALUE" > path/to/parameter
sysctl命令，配置文件為/etc/sysctl.conf
? ? (1)設置某參數： sysctl -w path.to.parameter=VALUE
? ? (2)通過讀取配置文件設置參數：sysctl -p [/path/to/conf_file]
內核中的路由轉發：是否開啟功能是配置在如下位置的：
? ? /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
默認為0，沒有開啟路由轉發功能
想修改為永久有效，可以編輯/etc/sysctl.conf:
將net.ipv4.ip_forward=0改為=1
修改后不會立即生效，需要重讀配置文件
常用的幾個參數：
? ? net.ipv4.ip_forward? ?：路由轉發
? ? vm.drop_caches? ? ：回收緩存
? ? kernel.hostname? ? ：主機名
/sys目錄：
? ? sysfs：輸出內核識別出的各硬件設備的相關屬性信息，也有內核對硬件特性的設定信息；有些參數是可以修改的，用于調整硬件的工作特性。
udev通過此路徑下輸出的信息動態為各設備創建所需要設備文件；udev是運行在用戶空間程序；專用工具：udevadmin、hotplug
udev為設備創建設備文件時，會讀取其事先定義好的規則文件，一般在/etc/udev/rules.d及/lib/udev/rules.d目錄下。
ramdisk文件的制作：
? ? mkinitrd [OPTION...] [<initrd-image>] <kernel-version>
? ? ? ? mkinitrd /boot/initramfs-$(uname -r).img? $(uname -r)
? ??dracut [OPTION]... <image> ?<kernel-version>
????????dracut /boot/initramfs-$(uname -r).img? $(uname -r)
ramdisk文件是一個gz壓縮文件，修改后綴名后，解壓縮，再看文件類型，是cpio歸檔文件，將其展開，基本上是簡化的根系統。sbin/目錄下有switch_root，就是內核完成啟動后最后的根切換要執行的程序。
編譯內核：
? ? 前提：
? ? ? ? （1）準備好開發環境；
? ? ? ? （2）獲取目標主機上硬件設備的相關信息；
? ? ? ? （3）獲取到目標主機系統功能的相關信息，例如要啟用的文件系統；
? ? 開發環境：
? ? ? ? Development Tools和Server Platform Development兩個包組
? ? 目標主機硬件設備相關信息：
? ? ? ? CPU：cat /proc/cupinfo 或lscpu 或x86info -a (這個需要安裝yum install x86info)
? ? ? ? PCI設備：lspci -v 或 lsusb -v或lsblk?
? ? 了解全部硬件設備信息，hal-device
? ? 編譯時可以使用現有配置文件模板，在/boot目錄下有當前運行系統編譯時的配置文件，可以作為新系統編譯時的配置模板：/boot/config-2.6.32-754.el6.x86_64
? ? 開始：
? ? ? ? （1）下載新版本內核源碼：如linux-3.10.67.tar.gz ??
? ? ? ? （2）解壓到/usr/src下：tar xf?linux-3.10.67.tar.gz -C /usr/src
? ? ? ? （3）做一個鏈接：理ln -sv?linux-3.10.67.tar.gz linux
? ? ? ? （4）拷貝/boot/config-2.6.32-754.el6.x86_64到/usr/src/linux/下，命名為.config
? ? ? ? （5）make menuconfig，對新編譯的版本進行配置
? ? ? ? （6）開始編譯，make ，還可以啟動多線程make -j 4
? ? ? ? 因為make是終端相關的，如果一不小心關閉了終端，結果就悲劇了，所以可以使用screen，打開虛擬屏幕
使用Ctrl+ad退出。
執行make -j 4開始編譯。此時終端斷開，進入后編譯依然存在。
screen -ls查看存在的虛擬屏幕，使用screen -r 編號 重新進入
? ? ? ? （7）make modules_install
? ? ? ? （8）make install
? ? ? ? ? 安裝bzImage為/boot/vmlinuz-VERSION-RELEASE
? ? ? ? ? 生成initramfs文件
? ? ? ? ? 編輯grub配置文件
? ? ? ? （9）重啟系統，并測試新內核
