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Linux啟動過程詳解

系統 2074 0
啟動第一步--加載BIOS

當你打開計算機電源,計算機會首先加載BIOS信息,BIOS信息是如此的重要,以至于計算機必須在最開始就找到它。這是因為BIOS中包含了CPU的相關信息、設備啟動順序信息、硬盤信息、內存信息、時鐘信息、PnP特性等等。在此之后,計算機心里就有譜了,知道應該去讀取哪個硬件設備了。

啟動第二步--讀取MBR

眾所周知,硬盤上第0磁道第一個扇區被稱為MBR,也就是Master Boot
Record,即主引導記錄,它的大小是512字節,別看地方不大,可里面卻存放了預啟動信息、分區表信息。

系統找到BIOS所指定的硬盤的MBR后,就會將其復制到0×7c00地址所在的物理內存中。其實被復制到物理內存的內容就是Boot
Loader,而具體到你的電腦,那就是lilo或者grub了。

啟動第三步--Boot Loader

Boot Loader
就是在操作系統內核運行之前運行的一段小程序。通過這段小程序,我們可以初始化硬件設備、建立內存空間的映射圖,從而將系統的軟硬件環境帶到一個合適的狀態,以便為最終調用操作系統內核做好一切準備。

Boot Loader有若干種,其中Grub、Lilo和spfdisk是常見的Loader。

我們以Grub為例來講解吧,畢竟用lilo和spfdisk的人并不多。

系統讀取內存中的grub配置信息(一般為menu.lst或grub.lst),并依照此配置信息來啟動不同的操作系統。

啟動第四步--加載內核

根據grub設定的內核映像所在路徑,系統讀取內存映像,并進行解壓縮操作。此時,屏幕一般會輸出"Uncompressing
Linux"的提示。當解壓縮內核完成后,屏幕輸出"OK, booting the kernel"。

系統將解壓后的內核放置在內存之中,并調用start_kernel()函數來啟動一系列的初始化函數并初始化各種設備,完成Linux核心環境的建立。至此,Linux內核已經建立起來了,基于Linux的程序應該可以正常運行了。

啟動第五步--用戶層init依據inittab文件來設定運行等級

內核被加載后,第一個運行的程序便是/sbin/init,該文件會讀取/etc/inittab文件,并依據此文件來進行初始化工作。

其實/etc/inittab文件最主要的作用就是設定Linux的運行等級,其設定形式是":id:5:initdefault:",這就表明Linux需要運行在等級5上。Linux的運行等級設定如下:

0:關機

1:單用戶模式

2:無網絡支持的多用戶模式

3:有網絡支持的多用戶模式

4:保留,未使用

5:有網絡支持有X-Window支持的多用戶模式

6:重新引導系統,即重啟

關于/etc/inittab文件的學問,其實還有很多,在后序文章中設計到的,賣個關子,敬請期待,呵呵

啟動第六步--init進程執行rc.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腳本程序,它做的工作非常多,包括設定PATH、設定網絡配置(/etc/sysconfig/network)、啟動swap分區、設定/proc等等。如果你有興趣,可以到/etc/rc.d中查看一下rc.sysinit文件,里面的腳本夠你看幾天的:P

啟動第七步--啟動內核模塊

具體是依據/etc/modules.conf文件或/etc/modules.d目錄下的文件來裝載內核模塊。

啟動第八步--執行不同運行級別的腳本程序

根據運行級別的不同,系統會運行rc0.d到rc6.d中的相應的腳本程序,來完成相應的初始化工作和啟動相應的服務。

啟動第九步--執行/etc/rc.d/rc.local

你如果打開了此文件,里面有一句話,讀過之后,你就會對此命令的作用一目了然:

# This script will be executed *after* all the other init scripts.
# You can put your own initialization stuff in here if you don't
# want to do the full Sys V style init stuff.

rc.local就是在一切初始化工作后,Linux留給用戶進行個性化的地方。你可以把你想設置和啟動的東西放到這里。

啟動第十步--執行/bin/login程序,進入登錄狀態

此時,系統已經進入到了等待用戶輸入username和password的時候了,你已經可以用自己的帳號登入系統了。:)

===

漫長的啟動過程結束了,一切都清靜了…

其實在這背后,還有著更加復雜的底層函數調用,等待著你去研究…

本文參考:

http://bbs.chinaunix.net/thread-835918-1-1.html

http://hi.baidu.com/fembed/blog/item/b9f0881f51145866f624e4be.html

http://baike.baidu.com/view/9485.htm

Linux啟動過程詳解


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