man7/boot.7

   1 .\" Written by Oron Peled <oron@actcom.co.il>.
   2 .\"
   3 .\" %%%LICENSE_START(GPL_NOVERSION_ONELINE)
   4 .\" May be distributed subject to the GPL.
   5 .\" %%%LICENSE_END
   6 .\"
   7 .\" I tried to be as much generic in the description as possible:
   8 .\" - General boot sequence is applicable to almost any
   9 .\" OS/Machine (DOS/PC, Linux/PC, Solaris/SPARC, CMS/S390)
  10 .\" - kernel and init(8) is applicable to almost any UNIX/Linux
  11 .\" - boot scripts are applicable to SYSV-R4 based UNIX/Linux
  12 .\"
  13 .\" Modified 2004-11-03 patch from Martin Schulze <joey@infodrom.org>
  14 .\"
  15 .TH BOOT 7 2010-09-19 "Linux" "Linux Programmer's Manual"
  16 .SH NAME
  17 boot-scripts \- general description of boot sequence
  18 .SH DESCRIPTION
  19 .LP
  20 The boot sequence varies in details among systems
  21 but can be roughly divided to the following steps:
  22 (i) hardware boot, (ii) operating system (OS) loader,
  23 (iii) kernel startup, (iv) init and inittab,
  24 (v) boot scripts.
  25 We will describe each of these in more detail below.
  26 .SS Hardware-boot
  27 After power-on or hard reset, control is given
  28 to a program stored on read-only memory (normally
  29 PROM).
  30 In PC we usually call this program the \fBBIOS\fR.
  31
  32 This program normally makes a basic self-test of the
  33 machine and accesses nonvolatile memory to read
  34 further parameters.
  35 This memory in the PC is
  36 battery-backed CMOS memory, so most people
  37 refer to it as the \fBCMOS\fR, although outside
  38 of the PC world, it is usually called \fBnvram\fR
  39 (nonvolatile ram).
  40
  41 The parameters stored in the nvram vary between
  42 systems, but as a minimum, the hardware boot program
  43 should know what is the boot device, or which devices
  44 to probe as possible boot devices.
  45
  46 Then the hardware boot stage accesses the boot device,
  47 loads the OS loader, which is located on a fixed position
  48 on the boot device, and transfers control to it.
  49 .TP
  50 Note:
  51 We do not cover here booting from network.
  52 Those who want
  53 to investigate this subject may want to research:
  54 DHCP, TFTP, PXE, Etherboot.
  55 .SS OS loader
  56 In PC, the OS loader is located in the first sector
  57 of the boot device \- this is the \fBMBR\fR
  58 (Master Boot Record).
  59
  60 In most systems, this primary loader is very
  61 limited due to various constraints.
  62 Even on non-PC systems
  63 there are some limitations to the size and complexity
  64 of this loader, but the size limitation of the PC MBR
  65 (512 bytes including the partition table) makes it
  66 almost impossible to squeeze a full OS loader into it.
  67
  68 Therefore, most operating systems make the primary loader
  69 call a secondary OS loader which may be located on
  70 a specified disk partition.
  71
  72 In Linux the OS loader is normally
  73 .BR lilo (8)
  74 or
  75 .BR grub (8).
  76 Both of them may install either as secondary loaders
  77 (where the DOS installed MBR points to them), or
  78 as a two part loader where they provide special MBR
  79 containing the bootstrap code to load the second part
  80 of the loader from the root partition.
  81
  82 The main job of the OS loader is to locate the kernel
  83 on the disk, load it and run it.
  84 Most OS loaders allow
  85 interactive use, to enable specification of alternative
  86 kernel (maybe a backup in case the last compiled one
  87 isn't functioning) and to pass optional parameters
  88 to the kernel.
  89 .SS Kernel startup
  90 When the kernel is loaded, it initializes the devices (via
  91 their drivers), starts the swapper (it is a "kernel process",
  92 called kswapd in modern Linux kernels), and mounts the root
  93 filesystem (/).
  94
  95 Some of the parameters that may be passed to the kernel
  96 relate to these activities (e.g: You can override the
  97 default root filesystem).
  98 For further information
  99 on Linux kernel parameters read
 100 .BR bootparam (7).
 101
 102 Only then the kernel creates the first (user land)
 103 process which is numbered 1.
 104 This process executes the
 105 program
 106 .IR /sbin/init ,
 107 passing any parameters that weren't handled by the kernel already.
 108 .SS init and inittab
 109 When init starts it reads
 110 .I /etc/inittab
 111 for further instructions.
 112 This file defines what should be run in different \fIrun-levels\fR.
 113
 114 This gives the system administrator an easy management scheme, where
 115 each run-level is associated with a set of services (e.g,
 116 \fBS\fR is \fIsingle-user\fR, on \fB2\fR most network
 117 services start).
 118 The administrator may change the current
 119 run-level via
 120 .BR init (8)
 121 and query the current run-level via
 122 .BR runlevel (8).
 123
 124 However, since it is not convenient to manage individual services
 125 by editing this file, inittab only bootstraps a set of scripts
 126 that actually start/stop the individual services.
 127 .SS Boot scripts
 128 .TP
 129 Note:
 130 The following description applies to System V release 4-based systems, which
 131 currently covers most commercial UNIX systems (Solaris, HP-UX, Irix, Tru64)
 132 as well as the major Linux distributions (Red Hat, Debian, Mandriva,
 133 SUSE, Ubuntu).
 134 Some systems (Slackware Linux, FreeBSD, OpenBSD)
 135 have a somewhat different scheme of boot scripts.
 136 .LP
 137 For each managed service (mail, nfs server, cron, etc.) there is
 138 a single startup script located in a specific directory
 139 .RI ( /etc/init.d
 140 in most versions of Linux).
 141 Each of these scripts accepts as a single argument
 142 the word "start" \-\- causing it to start the service, or the word
 143 \&"stop" \-\- causing it to stop the service.
 144 The script may optionally
 145 accept other "convenience" parameters (e.g: "restart", to stop and then
 146 start, "status" to display the service status).
 147 Running the script
 148 without parameters displays the possible arguments.
 149 .SS Sequencing directories
 150 To make specific scripts start/stop at specific run-levels and in
 151 specific order, there are \fIsequencing directories\fR.
 152 These
 153 are normally in \fI/etc/rc[0\-6S].d\fR.
 154 In each of these directories
 155 there are links (usually symbolic) to the scripts in the \fI/etc/init.d\fR
 156 directory.
 157
 158 A primary script (usually \fI/etc/rc\fR) is called from
 159 .BR inittab (5)
 160 and calls the services scripts via the links in the sequencing directories.
 161 All links with names that begin with \(aqS\(aq are being called with
 162 the argument "start" (thereby starting the service).
 163 All links with
 164 names that begin with \(aqK\(aq are being called with the argument "stop"
 165 (thereby stopping the service).
 166
 167 To define the starting or stopping order within the same run-level,
 168 the names of the links contain order-numbers.
 169 Also, to make the names clearer, they usually
 170 end with the name of the service they refer to.
 171 Example:
 172 the link \fI/etc/rc2.d/S80sendmail\fR starts the sendmail service on
 173 runlevel 2.
 174 This happens after \fI/etc/rc2.d/S12syslog\fR is run
 175 but before \fI/etc/rc2.d/S90xfs\fR is run.
 176
 177 To manage the boot order and run-levels, we have to manage these links.
 178 However, on many versions of Linux, there are tools to help with this task
 179 (e.g:
 180 .BR chkconfig (8)).
 181 .SS Boot configuration
 182 Usually the daemons started may optionally receive command-line options
 183 and parameters.
 184 To allow system administrators to change these
 185 parameters without editing the boot scripts themselves,
 186 configuration files are used.
 187 These are located in a specific
 188 directory (\fI/etc/sysconfig\fR on Red Hat systems) and are
 189 used by the boot scripts.
 190
 191 In older UNIX systems, these files contained the actual command line
 192 options for the daemons, but in modern Linux systems (and also
 193 in HP-UX), these files just contain shell variables.
 194 The boot scripts in \fI/etc/init.d\fR
 195 \fBsource\fR the configuration
 196 files, and then use the variable values.
 197 .SH FILES
 198 .LP
 199 .IR /etc/init.d/ ,
 200 .IR /etc/rc[S0\-6].d/ ,
 201 .I /etc/sysconfig/
 202 .SH SEE ALSO
 203 .BR inittab (5),
 204 .BR bootparam (7),
 205 .BR init (8),
 206 .BR runlevel (8),
 207 .BR shutdown (8)