Linux启动过程

（
1


）打开
PC


电源


PC

加电后，一个特殊的硬件电路会触发
CPU

的
Reset

脚的逻辑值，然后一些
CPU

寄存器，如
CS

，
eip

等被给定一个值，接着
CPU

跳转到一个固定地址开始执行代码（
BIOS

）；

（
2


）
BIOS


自检，按设置的设备启动


BIOS

对硬件进行一系列彻底的检查，如
CPU

类型、速度、缓存等，主板类型，内存速度、容量，硬盘大小、类型和工作模式，风扇速度等。
BIOS

完成自检后，查找一个可以引导的操作系统，并查看用户配置的启动设备（软盘、硬盘或者光盘启动）。发现合法的设备后（读取
CMOS

中的引导设备信息），
BIOS

就会把其第一扇区的内容（
MBR

）复制到内存中。然后跳至刚加载的地址并执行之。

（
3


）启动设备上安装的引导程序
LiLo


或
Grub



在
Linux

启动中，当
BIOS

发现是由硬盘引导系统后，就找到此硬盘的
MBR

，将
MBR

中保存的引导程序加载到内存中，然后将
CPU

的控制权交给
MBR

中的这段代码。
MBR

中的内容可分为三部分：
1

）真正的可执行代码，即
BootLoader

代码部分；
2

）一个
64

字节的分区表，包含四个分区记录；
3

）结束标识符（
0xAA55

），用来做
MBR

的有效性检测。
BootLoader

开始执行，它主要有
LiLo

，
Grub

。

（
4


）引导
Linux


内核映像


BootLoader

查找分区表中的活动分区（包含了真正分区的信息），通过这个信息找到真正的分区，然后从这个分区将
Linux

内核加载到内存，并
Initrd

文件系统到内存中。获得
CPU

控制权的内核开始执行：
1

）核心数据结构初始化
-- start_kernel()

函数，调用一系列初始化函数，完成
kernel

本身的设置，在其最后，通过调用
init

（）函数，系统创建第一个核心线程，启动
init

过程；
2

）外设初始化—
init()

函数，首先调用
do_basic_setup()

完成外设及其驱动程序的加载和初始化，文件系统初始化和
root

文件系统的安装；
3

）
do_basic_setup()

函数返回
init()

后，
init()

打开
/dev/console

设备，重定
stdin

、
stdout

、
stderr

到控制台；
4

）最后，搜索文件系统中的
init

程序（或者由
init=

命令行参数指定的程序），并使用
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。

（
5


）执行

Init

程序


Init

程序调用
rc.sysinit

和
rc

的等程序，完成系统初始化和运行服务后返回
Init

。
Init

程序执行的内容可以在
/etc/inittab

文件中定义。

A

．
Init

调用执行脚本文件
/etc/rc.d/rc.sysinit

，用来完成一些系统初始化的工作。包括：挂载进程文件系统
proc

、设定电脑名称和系统的时间、定义键盘、启用
swap

分区、检查根目录
(/)

有没有问题，并且挂载成可读可写的状态、设定系统的时间、加载一些其他的设备，如
RAID

和
LVM

等。当
rc.sysinit

程序执行完毕后，返回
Init

继续下一步。

B

．在
rc.sysinit

执行后，通常接下来会执行到
/etc/rc.d/rc
程序

，用来决定启用哪些服务。守护进程启动完成后，
rc

程序也就执行完了，然后又将返回
Init

继续下一步。

C

．这时，基本系统环境已经设置好了，各种守护进程也已经启动了。
Init

接下来会打开
6

个终端，以便用户登录系统。通过按
Alt+Fn(n

对应
1-6)

可以在这
6

个终端中切换。在
inittab

中的以下
6

行就是定义了
6

个终端：

1:2345:respawn:/sbin/mingetty tty1

　

2:2345:respawn:/sbin/mingetty tty2

　　
3:2345:respawn:/sbin/mingetty tty3

　　

4:2345:respawn:/sbin/mingetty tty4

　　
5:2345:respawn:/sbin/mingetty tty5

　　
6:2345:respawn:/sbin/mingetty tty6

在
2

、
3

、
4

、
5

的运行级别中都将以
respawn

方式运行
mingetty

。

（
6


）

Init

启动
mingetty


，打开终端供用户登录系统


Mingetty

是
getty

的简化，
getty

的功能一般包括：
1

）打开终端线，并设置模式；
2

）输出登录界面及提示，接受用户名的输入；
3

）以该用户名作为
login

的参数，加载
login

程序。

（
7


）用户成功登录，进入
shell


，完成整个启动过程。


A

．
Login

程序判断
getty

传来的用户名，如果是
root

，则在
/etc/securetty

中指定的
tty

列表登录，否则失败；如果不是，查看是否存在
/etc/nologin

文件，存在则终止登录过程，不存在表示可以登录。

B

．分析完用户名后，
login

搜素
/etc/passwd

及
/etc/shadow

来验证密码。

C

．成功登录后，检查是否需要输出上次登录信息和提示邮件，然后设置
shell

的
UID

、
GID

和相应的环境变量。

D

．一切就绪后，为用户启动
shell

，如果没有设置，则默认是
/bin/bash

，工作目录默认是“
/

”。

Julia