linux内核及系统启动流程

Linux内核

内核概述

GUN/Linux操作系统的基本体系结构

如图,最上面是用户空间(User Space),是用户程序执行的地方;用户空间之下是内核空间(Kernel Space),内核位于此。基于此,GUN C Library(glibc)提供了连接内核的系统调用接口,还提供了在用户空间应用程序和内核之间进行转换的机制,因为内核空间和用户空间的应用程序使用的是不同的保护地址空间。用户空间的进程使用的是自己的虚拟地址空间,而内核则占用单独的地址空间。

内核的核心功能:

  • 系统调用接口(System call interface)

  • 程序管理(Process control)

  • 内存管理(Memory management)

  • 文件系统管理(Filesystem management)

  • 设备的驱动(Device drivers)

linux内核及系统启动流程

Linux内核的特点

  • 支持模块化

  • 支持模块的动态装载和卸载

linux内核的设计原则

单内核体系设计、但充分借鉴了微内核设计体系的优点,为内核引入模块化机制。

内核的组成部分

核心文件:

/boot/vmlinuz-VERSION-release
ramdisk:
    CentOS 5:/boot/initrd-VERSION-release.img
    CentOS 6:/boot/initramfs-VERSION-release.img

模块文件:/lib/modules/VERSION-release/


CentOS 系统启动流程

POST(Power On Self Test):

检测系统外围关键设备(如:CPU、内存、显卡、I/O、键盘鼠标等)是否正常。

加载BIOS(Basic Input and Output System):

根据在BIOS中设置的系统启动顺序来搜索用于启动系统的驱动器(硬盘、光盘、U盘等)。在平时的启动过程中,大多为硬盘启动,基于此,BIOS会读取硬盘的第0磁道的第1扇区(MBR)的内容来引导启动。

BOOT Sequence:

按次序查找各引导设备,第一个有引导程序的设备即为本次启动用到设备

MBR(Master Boot Record):

linux内核及系统启动流程

三部分组成,分别是主引导程序(Bootloader)、硬盘分区表DPT(Disk Partition Table)和magic number。

Bootloader:提供一个菜单,允许用户选择要启动系统或不同的内核版本;把用户选定的内核装载到内存中的特定空间中,解压、展开,并把系统控制权移交给内核。

在Linux中常用的主引导程序有LILO(LInux LOader)和GRUB(GRand Uniform Bootloader),此处以GRUB引导为例。

启动引导程序GRUB:

stage1:stage1的代码直接存在于MBR,是后续引导的入口,无识别文件系统的能力。
stage1.5: MBR之后的扇区,让stage1中的bootloader能识别stage2所在的分区上的文件系统,具有识别文件系统的能力。
stage2:加载磁盘分区(/boot/grub/)

启动内核:

当stage2被载入内存执行时,首先会解析grub的配置文件/boot/grub/grub.conf,然后加载内核镜像到内存中,并将控制权转交给内核。而内核会立即作自身初始化。
  • 探测可识别的所有硬件设备

  • 加载硬件驱动程序(可能会借助于ramdisk加载驱动)

  • 以只读方式挂载rootfs

  • 运行用户空间的第一个应用程序:/sbin/init

运行init程序

  • CentOS 5:SysV

  • CentOS 6:Upstart

  • CentOS 7:Systemd

设置默认运行级别

  • CentOS 5:/etc/inittab

  • CentOS 6:/etc/inittab,/etc/init/*.conf

  • CentOS 7:default.target–>/usr/lib/systemd/system/*.target

运行系统初始脚本,完成系统初始化

/etc/rc.d/rc.sysinit

启动内核模块

/etc/modules.conf /etc/modules.d/*

关闭对应级别下应关闭的服务,启动需要启动的服务

/etc/rc.d/rc#.d/*

执行自定义引导程序

/etc/rc.d/rc.local

设置登陆终端

/sbin/mingetty

原创文章,作者:Jeason,如若转载,请注明出处:http://www.178linux.com/30369

(0)
上一篇 2016-08-08 16:15
下一篇 2016-08-08 16:15

相关推荐

  • mongodb的复制集实现

    简介:  mongodb有两种类型的复制,第一种是同于MySQL的主从复制模式,第二种是复制集,提供了自动故障转移的主从复制集群。其中复制集没有固定的主节点,当一个主机的故障后从节点会重新“选举”出一个新的主节点,从而提高的系统的可用性 一、实验环境: (1)各节点信息: node1: 172.16.2.12 node2: 172.16.2.13 …

    Linux干货 2015-09-05
  • iptables

    一、前言 什么是iptables?当我们启动iptables时,使用service命令可以启动iptables。但是并非使用service启动的iptables就能说明其是一个服务。Iptables是一个便以我们写规则的工具,真正起作用的是内核中的netfilter一个框架。Netfilter内置了5个hook函数,当一个数据包交由此机器时,经过这5个hoo…

    Linux干货 2015-10-27
  • 马哥教育第20期-第二周课程练习

    1、Linux上的文件管理类命令都有哪些,其常用的使用方法及其相关示例演示。 cp:复制命令 用法: cp [源文件] [目标地址]           cp  vimrc /tmp/         cp [源文件1] [源文件2] ……

    Linux干货 2016-06-27
  • dns 服务

     DNS服务 1.正向解析    1. 创建解析库                    2.改配置文件主要改 any no no 3个选项   3.添加一个解…

    2017-05-31
  • N26 第六周作业

    总结vim编辑器的使用 Vim 模式    Vim 有六种基本模式    Normal mode                 Visual mode&nbs…

    Linux干货 2017-02-01
  • web service之http协议

    一.概述 1.web应用的核心是http协议(HyperText Transfer Protocol),http协议的由两部分组成,客户端程序和服务器端程序,通过交换http报文进行会话。web页面则是由对象(也叫资源)组成的,对象直白的说就是一个个的文件,而这些对象可以通过URL引用,URL由两部分组成,存放对象的主机名和对象的文件路径,而这些对象都存储在…

    Linux干货 2016-11-03