linux启动过程综述.htm

有关于linux 学习的书籍

      对于2.4.x版内核<br>
        2.4.x中变化比较大，但基本过程没变，变动的是各个数据结构的具体实现，比如Cache。<br>
      　　四.外设初始化--内核引导第二部分<br>
        init()函数作为核心线程，首先锁定内核（仅对SMP机器有效），然后调用 do_basic_setup()完成外设及其驱动程序的加载和初始化。过程如下：<br>
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        总线初始化（比如pci_init()）<br>
        网络初始化（初始化网络数据结构，包括sk_init()、skb_init()和proto_init()三部分，在proto_init()中，将调用protocols结构中包含的所有协议的初始化过程，sock_init()）<br>
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        创建bdflush核心线程（bdflush()过程常驻核心空间，由核心唤醒来清理被写过的内存缓冲区，当bdflush()由kernel_thread()启动后，它将自己命名为kflushd）<br>
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        创建kupdate核心线程（kupdate()过程常驻核心空间，由核心按时调度执行，将内存缓冲区中的信息更新到磁盘中，更新的内容包括超级块和inode表）<br>
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        设置并启动核心调页线程kswapd（为了防止kswapd启动时将版本信息输出到其他信息中间，核心线调用kswapd_setup()设置kswapd运行所要求的环境，然后再创建<br>
        kswapd核心线程）<br>
        创建事件管理核心线程（start_context_thread()函数启动context_thread()过程，并重命名为keventd）<br>
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        设备初始化（包括并口parport_init()、字符设备chr_dev_init()、块设备 blk_dev_init()、SCSI设备scsi_dev_init()、网络设备net_dev_init()、磁盘初始化及分区检查等等，device_setup()）<br>
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        执行文件格式设置（binfmt_setup()）<br>
        启动任何使用__initcall标识的函数（方便核心开发者添加启动函数，do_initcalls()）<br>
        文件系统初始化（filesystem_setup()）<br>
        安装root文件系统（mount_root()）<br>
        至此do_basic_setup()函数返回init()，在释放启动内存段（free_initmem()）并给内核解锁以后，init()打开/dev/console设备，重定向stdin、stdout和stderr到控制台，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<br>
        execve()系统调用加载执行init程序。<br>
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init()函数到此结束，内核的引导部分也到此结束了，这个由start_kernel()创建的第一个线程已经成为一个用户模式下的进程了。此时系统中存在着六个运行实体：<br>
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start_kernel()本身所在的执行体，这其实是一个"手工"创建的线程，它在创建了init()线程以后就进入cpu_idle()循环了，它不会在进程（线程）列表中出现<br>
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        init线程，由start_kernel()创建，当前处于用户态，加载了init程序<br>
        kflushd核心线程，由init线程创建，在核心态运行bdflush()函数<br>
        kupdate核心线程，由init线程创建，在核心态运行kupdate()函数<br>
        kswapd核心线程，由init线程创建，在核心态运行kswapd()函数<br>
        keventd核心线程，由init线程创建，在核心态运行context_thread()函数<br>
      对于I386平台<br>
        基本相同。<br>
      对于2.4.x版内核<br>
        这一部分的启动过程在2.4.x内核中简化了不少，缺省的独立初始化过程只剩下网络 （sock_init()）和创建事件管理核心线程，而其他所需要的初始化都使用__initcall()宏<br>
        包含在do_initcalls()函数中启动执行。<br>
      　　五.init进程和inittab引导指令<br>
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        init进程是系统所有进程的起点，内核在完成核内引导以后，即在本线程（进程）空 间内加载init程序，它的进程号是1。<br>
      init程序需要读取/etc/inittab文件作为其行为指针，inittab是以行为单位的描述性（非执行性）文本，每一个指令行都具有以下格式：<br>
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id:runlevel:action:process其中id为入口标识符，runlevel为运行级别，action为动作代号，process为具体的执行程序。<br>
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      id一般要求4个字符以内，对于getty或其他login程序项，要求id与tty的编号相同，否则getty程序将不能正常工作。<br>
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runlevel是init所处于的运行级别的标识，一般使用0－6以及S或s。0、1、6运行级别被系统保留，0作为shutdown动作，1作为重启至单用户模式，6为重启；S和s意义相同，表示单用户模式，且无需inittab文件，因此也不在inittab中出现，实际上，进入单用户模式时，init直接在控制台（/dev/console）上运行/sbin/sulogin。<br>
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在一般的系统实现中，都使用了2、3、4、5几个级别，在Redhat系统中，2表示无NFS支持的多用户模式，3表示完全多用户模式（也是最常用的级别），4保留给用户自定义，5表示XDM图形登录方式。7－9级别也是可以使用的，传统的Unix系统没有定义这几个级别。runlevel可以是并列的多个值，以匹配多个运行级别，对大多数action来说，仅当runlevel与当前运行级别匹配成功才会执行。<br>
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initdefault是一个特殊的action值，用于标识缺省的启动级别；当init由核心激活 以后，它将读取inittab中的initdefault项，取得其中的runlevel，并作为当前的运行级<br>
        别。如果没有inittab文件，或者其中没有initdefault项，init将在控制台上请求输入 runlevel。<br>
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sysinit、boot、bootwait等action将在系统启动时无条件运行，而忽略其中的runlevel，其余的action（不含initdefault）都与某个runlevel相关。各个action的定义在inittab的man手册中有详细的描述。<br>
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      在Redhat系统中，一般情况下inittab都会有如下几项：<br>
        id:3:initdefault:<br>
        #表示当前缺省运行级别为3--完全多任务模式；<br>
        si::sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit<br>
        #启动时自动执行/etc/rc.d/rc.sysinit脚本<br>
        l3:3:wait:/etc/rc.d/rc 3<br>
        #当运行级别为3时，以3为参数运行/etc/rc.d/rc脚本，init将等待其返回<br>
        0:12345:respawn:/sbin/mingetty tty0<br>
        #在1－5各个级别上以tty0为参数执行/sbin/mingetty程序，打开tty0终端用于<br>
        #用户登录，如果进程退出则再次运行mingetty程序<br>
        x:5:respawn:/usr/bin/X11/xdm -nodaemon<br>
        #在5级别上运行xdm程序，提供xdm图形方式登录界面，并在退出时重新执行<br>
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        　　六.rc启动脚本<br>
        上一节已经提到init进程将启动运行rc脚本，这一节将介绍rc脚本具体的工作。<br>
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一般情况下，rc启动脚本都位于/etc/rc.d目录下，rc.sysinit中最常见的动作就是激活交换分区，检查磁盘，加载硬件模块，这些动作无论哪个运行级别都是需要优先执行的。仅当rc.sysinit执行完以后init才会执行其他的boot或bootwait动作。<br>
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如果没有其他boot、bootwait动作，在运行级别3下，/etc/rc.d/rc将会得到执行，命令行参数为3，即执行/etc/rc.d/rc3.d/目录下的所有文件。rc3.d下的文件都是指向/etc/rc.d/init.d/目录下各个Shell脚本的符号连接，而这些脚本一般能接受start、stop、restart、status等参数。rc脚本以start参数启动所有以S开头的脚本，在此之前，如果相应的脚本也存在K打头的链接，而且已经处于运行态了（以/var/lock/subsys/下的文件作为标志），则将首先启动K开头的脚本，以stop作为参数停止这些已经启动了的服务，然后再重新运行。显然，这样做的直接目的就是当init改变运行级别时，所有相关的服务都将重启，即使是同一个级别。<br>
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      rc程序执行完毕后，系统环境已经设置好了，下面就该用户登录系统了。<br>
      　　七.getty和login<br>
        在rc返回后，init将得到控制，并启动mingetty（见第五节）。mingetty是getty的简化，不能处理串口操作。getty的功能一般包括：<br>
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        打开终端线，并设置模式<br>
        输出登录界面及提示，接受用户名的输入<br>
        以该用户名作为login的参数，加载login程序<br>
        缺省的登录提示记录在/etc/issue文件中，但每次启动，一般都会由rc.local脚本根据系统环境重新生成。<br>
      注：用于远程登录的提示信息位于/etc/issue.net中。<br>
      login程序在getty的同一个进程空间中运行，接受getty传来的用户名参数作为登录的用户名。<br>
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如果用户名不是root，且存在/etc/nologin文件，login将输出nologin文件的内容，然后退出。这通常用来系统维护时防止非root用户登录。<br>
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只有/etc/securetty中登记了的终端才允许root用户登录，如果不存在这个文件，则root可以在任何终端上登录。/etc/usertty文件用于对用户作出附加访问限制，如果不存在这个文件，则没有其他限制。<br>
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当用户登录通过了这些检查后，login将搜索/etc/passwd文件（必要时搜索 /etc/shadow文件）用于匹配密码、设置主目录和加载shell。如果没有指定主目录，将默认为根目录；如果没有指定shell，将默认为/bin/sh。在将控制转交给shell以前，<br>
        getty将输出/var/log/lastlog中记录的上次登录系统的信息，然后检查用户是否有新邮件（/usr/spool/mail/{username}）。在设置好shell的uid、gid，以及TERM，PATH<br>
        等环境变量以后，进程加载shell，login的任务也就完成了。<br>
      　　八.bash<br>
        运行级别3下的用户login以后，将启动一个用户指定的shell，以下以/bin/bash为例继续我们的启动过程。<br>
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bash是Bourne Shell的GNU扩展，除了继承了sh的所有特点以外，还增加了很多特性和功能。由login启动的bash是作为一个登录shell启动的，它继承了getty设置的TERM、PATH等环境变量，其中PATH对于普通用户为"/bin:/usr/bin:/usr/local/bin"，对于root<br>
        为"/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin"。作为登录shell，它将首先寻找/etc/profile<br>
        脚本文件，并执行它；然后如果存在~/.bash_profile，则执行它，否则执行 ~/.bash_login，如果该文件也不存在，则执行~/.profile文件。然后bash将作为一个交互式shell执行~/.bashrc文件（如果存在的话），很多系统中，~/.bashrc都将启动<br>
        /etc/bashrc作为系统范围内的配置文件。<br>
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当显示出命令行提示符的时候，整个启动过程就结束了。此时的系统，运行着内核，运行着几个核心线程，运行着init进程，运行着一批由rc启动脚本激活的守护进程（如<br>
        inetd等），运行着一个bash作为用户的命令解释器。<br>
      　　附：XDM方式登录<br>
        如果缺省运行级别设为5，则系统中不光有1-6个getty监听着文本终端，还有启动了一个XDM的图形登录窗口。登录过程和文本方式差不多，也需要提供用户名和口令，XDM<br>
        的配置文件缺省为/usr/X11R6/lib/X11/xdm/xdm-config文件，其中指定了 /usr/X11R6/lib/X11/xdm/xsession作为XDM的会话描述脚本。登录成功后，XDM将执行这个脚本以运行一个会话管理器，比如gnome-session等。<br>
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      除了XDM以外，不同的窗口管理系统（如KDE和GNOME）都提供了一个XDM的替代品，如gdm和kdm，这些程序的功能和XDM都差不多。<br>
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      </tr>
      <tr>
        <td width="100%" bgcolor="#FFFFFD" height="20">
        <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="100%">
          <tr>
            <td width="49%"><p class="9"></td>
            <td width="51%"><p align="right" class="9"><a href="linux常用命令索引.htm">上一页</a> <a href="index.html">首页</a>  <a href="LINUX文件格式简介.htm">下一页</a></td>
          </tr>
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        </td>
      </tr>
    </table>
    </td>
  </tr>
</table>
</center></div>
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