【精品】剖析Linux系统启动过程

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1、剖析Linux系统启动过程本文以RedHat9.0和1386平台为例，剖析了从用户打开电源直到屏幕出现命令行提示符的整个Linux启动过程。并且介绍了启动中涉及到的各种文件。阅读Linux源代码，无疑是深入学习Linux的最好方法。在本文对Linux启动过程的介绍屮，我们也尝试从源代码的视角来更深入的剖析Linux的启动过程，所以其中也简单涉及到部分相关的Linux源代码，Linux启动这部分的源码主要使用的是C语言，也涉及到了少量的汇编。而启动过程中也执行了人量的shell(主要是bashshe

2、ll)所写脚札为了方便读者阅读，笔者将整个Linux启动过程分成以下儿个部分逐一介绍，大家可以参考下图：当用户打开PC的电源，BIOS开机口检，按BIOS中设置的启动设备(通常是硬盘)启动，接着启动设备上安装的引导程序lilo或grub开始引导Linux,Linux先进行内核的引导，接F来执行init程序，init程序调用了rc.sysinit和rc等程序,rc.sysinit和rc当完成系统初始化和运行服务的任务后，返回ink；ink动了mingetty后，打开了终端供用户登录系统，用户登录成功

3、后进入了Shell,这样就完成了从开机到登录的整个启动过程。下面就将逐一介绍其中儿个关键的部分：第一部分：内核的引导(核内引导)RcdHat9.0可以使用lilo或grub等引导程序开始引导Linux系统，当引导程序成功完成引导任务后，Linux从它们手中接管了CPU的控制权，然后CPU就开始执行Linux的核心映象代码，开始了Linux启动过程。这里使用了儿个汇编程序来引导Linux,这一步泛及到Linux源代码树中的"arch/i386/bootnb的这几个文件：bootsect.S>setu

4、p.S>video.S等。其中bootsect.S是生成引导扇区的汇编源码，它完成加载动作后直接跳转到setup.S的程序入口。setup.S的主要功能就是将系统参数(包括内存、磁盘等，由BIOS返回)拷贝到特别内存中，以便以后这些参数被保护模式卜-的代码来读取。此外，seUip.S还将video.S屮的代码包含进来，检测和设置显示器和显示模式。最后，setup.S将系统转换到保护模式，并跳转到OxlOOOOOo那么0x100000这个内存地址中存放的是什么代码？而这些代码又是从何而来的呢？0x1

5、00000这个内存地址存放的是解压后的内核，因为RedHat捉供的内核包含了众多驱动和功能而显得比较大，所以在内核编译中使用了"makcbzlmagc”方式，从而生成压缩过的内核，在RcdHat中内核常常被命名为vmlinuz,在Linux的最初引导过程屮，是通过”arch/i386/boot/compressed/"中的head.S利用misc.c中定义的decompress_kernel()函数，将内核vmlinuz解压到0x10000()的。当CPU跳到Ox100000时，将执行"arch/

6、i386/kcmcl/hcad.S"中的startup_32,它也是vmlinux的入口,然后就跳转到start_kernel()中去了。start_kernel()是"init/main.c”中的定义的函数,start_kemel()中调用了一•系列初始化两数，以完成kernel本身的设直。start_kernel()函数屮，做了大量的工作來建立基本的Linux核心环境。如果顺利执行完start_kernel(),则基本的Linux核心环境已经建立起来了。在start_kemel()的最后，通过

7、调用init()函数，系统创建第一个核心线程，启动了init过程。而核心线程init()主耍是来进行一些外设初始化的工作的，包括调用do_basic_setup()yc成外设及其驱动程序的加载和初始化。并完成文件系统初始化和root文件系统的安装。当do_basic_setup()函数返回init(),init()乂打开了/dev/console设备，重定向三个标准的输入输出文件stdinstdout和stderr到控制台，最后，搜索文件系统中的init程序(或者由而匸命令行参数指定的程序)，并使

8、用execve()系统调用加载执行init程序。到此init()函数结束，内核的引导部分也到此结束了，第二部分：运行initinit的进程号是1,从这一点就能看出，init进程是系统所冇进程的起点，Linux在完成核内引导以后,就开始运行init程序,oinit程序需要读収配置文件/etc/inittaboinittab是一个不可执行的文本文件，它有若T•行指令所组成。在Redhat系统中，inittab的内容如下所示(以“##T开始的中注释为笔者增加的):##inittabThi