Linux啟動過程詳解

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啟動第一步--載入BIOS
當你開啟計算機電源,計算機會首先載入BIOS資訊,BIOS資訊是如此的重要,以至於計算機必須在最開始就找到它。這是因為BIOS中包含了CPU的相關資訊、裝置啟動順序資訊、硬碟資訊、記憶體資訊、時鐘資訊、PnP特性等等。在此之後,計算機心裡就有譜了,知道應該去讀取哪個硬體裝置了。

啟動第二步--讀取MBR
眾所周知,硬碟上第0磁軌第一個扇區被稱為MBR,也就是Master Boot Record,即主開機記錄,它的大小是512位元組,別看地方不大,可裡面卻存放了預啟動資訊、分割槽表資訊。
系統找到BIOS所指定的硬碟的MBR後,就會將其複製到0×7c00地址所在的實體記憶體中。其實被複制到實體記憶體的內容就是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 就是在作業系統核心執行之前執行的一段小程式。通過這段小程式,我們可以初始化硬體裝置、建立記憶體空間的對映圖,從而將系統的軟硬體環境帶到一個合適的狀態,以便為最終呼叫作業系統核心做好一切準備。
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的人並不多。
系統讀取記憶體中的grub配置資訊(一般為menu.lst或grub.lst),並依照此配置資訊來啟動不同的作業系統。

啟動第四步--載入核心
根據grub設定的核心映像所在路徑,系統讀取記憶體映像,並進行解壓縮操作。此時,螢幕一般會輸出“Uncompressing Linux”的提示。當解壓縮核心完成後,螢幕輸出“OK, booting the kernel”。
系統將解壓後的核心放置在記憶體之中,並呼叫start_kernel()函式來啟動一系列的初始化函式並初始化各種裝置,完成Linux核心環境的建立。至此,Linux核心已經建立起來了,基於Linux的程式應該可以正常執行了。

啟動第五步--使用者層init依據inittab檔案來設定執行等級
核心被載入後,第一個執行的程式便是/sbin/init,該檔案會讀取/etc/inittab檔案,並依據此檔案來進行初始化工作。
其實/etc/inittab檔案最主要的作用就是設定Linux的執行等級,其設定形式是“:id:5:initdefault:”,這就表明Linux需要執行在等級5上。Linux的執行等級設定如下:
0:關機
1:單使用者模式
2:無網路支援的多使用者模式
3:有網路支援的多使用者模式
4:保留,未使用
5:有網路支援有X-Window支援的多使用者模式
6:重新引導系統,即重啟
關於/etc/inittab檔案的學問,其實還有很多

啟動第六步--init程序執行rc.sysinit
在設定了執行等級後,Linux系統執行的第一個使用者層檔案就是/etc/rc.d/rc.sysinit指令碼程式,它做的工作非常多,包括設定PATH、設定網路配置(/etc/sysconfig/network)、啟動swap分割槽、設定/proc等等。如果你有興趣,可以到/etc/rc.d中檢視一下rc.sysinit檔案,裡面的指令碼夠你看幾天的

啟動第七步--啟動核心模組
具體是依據/etc/modules.conf檔案或/etc/modules.d目錄下的檔案來裝載核心模組。

啟動第八步--執行不同執行級別的指令碼程式
根據執行級別的不同,系統會執行rc0.d到rc6.d中的相應的指令碼程式,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
你如果開啟了此檔案,裡面有一句話,讀過之後,你就會對此命令的作用一目瞭然:
# 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後,Linux留給使用者進行個性化的地方。你可以把你想設定和啟動的東西放到這裡。

啟動第十步--執行/bin/login程式,進入登入狀態
此時,系統已經進入到了等待使用者輸入username和password的時候了,你已經可以用自己的帳號登入系統了。:)
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漫長的啟動過程結束了,一切都清靜了…
其實在這背後,還有著更加複雜的底層函式呼叫,等待著你去研究…本文就算拋磚引玉了:)
本文參考瞭如下文章,精煉薈萃而成:
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