linux 启动流程详解.doc

一、从哪里到哪里本文旨在描述linux中内核如何调用启动，然后如何从img的文件系统切换到硬盘的过程。描述起于：linux-2.6.11/init/main.c中函数 static int init(void * unused)描述止于：/etc/rc.d/rc.sysinit文件的被调用二、描写流程在linux代码linux-2.6.11/init/main.c中init这个函数被调用时，初始启动的文件系统镜像：/boot/initrd-2.6.11.12.img（以2.6.11.12内核为例）已被grub加载到内存中，并已挂载到根目录上（/）。1、我们先来看看initrd-2.6.11.12.img到底是个什么东西：rootwj-server1 tmp# cd /tmprootwj-server1 tmp# cp /boot/initrd-2.6.11.12.img /tmp/initrd-2.6.11.12.gzrootwj-server1 tmp# gunzip initrd-2.6.11.12.gz解压缩后的文件为：rootwj-server1 tmp# ls -l initrd-2.6.11.12-rw-r-r-1 root root 8468487月 31 17:01 initrd-2.6.11.12是一个CPIO格式的文件，该文件格式是种文件镜像让我们将它解开到一个目录中看看其中的具体内容：rootwj-server1 tmp# mkdir initrdrootwj-server1 tmp# cd initrdrootwj-server1 initrd# cpio -i./initrd-2.6.11.121654 blocksrootwj-server1 initrd# gzip ./initrd-2.6.11.12rootwj-server1 initrd# mv ./initrd-2.6.11.12.gz ./initrd-2.6.11.12.img2、回到内核init函数中，看看如何调用/boot/initrd-2.6.11.12.img中/init脚本的 ./ 这里判断在grub装载的/boot/initrd-2.6.11.12.img中是否有/init这个文件？if (sys_access(const char _user *) /init, 0) = 0) execute_command = /initelse ./ 如果有/init这个文件就先运行它。if (execute_command) run_init_process(execute_command);run_init_process(/sbin/init);run_init_process(/etc/init);run_init_process(/bin/init);run_init_process(/bin/sh);panic(No init found. Try passing init= option to kernel);由代码我们看到kernel会先判断并运行/boot/initrd-2.6.11.12.img中的/init文件，我们来看看该/boot/initrd-2.6.11.12.img/init文件的内容，我们上面已将该文件展开到目录/tmp/initrd中：rootwj-server1 initrd# cat ./init#!/bin/nash # 该文件是个nash的脚本文件# 挂接proc文件系统mount -t proc /proc /proc# 不输出nash调试信息，由/proc/cmdline决定,cat /proc/cmdline我的启动参数# 输出ro root=/dev/hda3 vga=791 splash=silent，如果该命令行中带了quiet参# 数，则不输出nash提示信息。setquiet# 提示信息（这里提示因该放到上面去，mkinitrd-4.2.17-2mgc.rpm包中原来如是，# 笔误？为什么这里牵涉到mkinitrd这个包类？因为：/boot/initrd-2.6.11.12.img# 文件由下面命令生成：mkinitrd /boot/initrd-2.6.11.12.img 2.6.11.12）echo Mounted /proc filesystem# 挂接sys文件系统echo Mounting sysfsmount -t sysfs /sys /sys# 创建/dev临时目录echo Creating /devmount -o mode=0755 -t tmpfs /dev /dev# 创建设备文件（这些设备文件在切换到硬盘后，由/etc/rc.sysinit中start_udev# 重新创建）mknod /dev/console c 5 1mknod /dev/null c 1 3mknod /dev/zero c 1 5# 新建伪终端目录mkdir /dev/pts# 新建共享内存目录mkdir /dev/shm# 这里是调用的nash中的makedevs指令装载硬盘等块设备，不装载其他设备只装载# 硬盘等块设备echo Starting udev# 告诉内核当发现新拔插设备时用/sbin/hotplug程序来处理echo -n /sbin/hotplug /proc/sys/kernel/hotplugmakedevsmakedevs # 这里多搞一次没必要echo Creating root device# 由grub启动命令行root=/dev/hda3来联接设备/dev/root到root变量所指定的启动# 设备，见下面我的grub启动参数：# kernel /boot/vmlinuz-2.6.11.12ro root=/dev/hda3 vga=791 splash=silentmkrootdev /dev/root# 挂接/dev/root目录echo Mounting root filesystemmount -o defaults -ro -t ext3 /dev/root /sysrootecho Switching to new root# 切换根目录到设备/dev/root目录，运行完该命令根目录/-/dev/hda3switchroot -movedev /sysroot由上面的注释我们大概能够明白./init脚本的基本运行流程：a、装载基本的内核系统文件和设备文件b、根据grub的启动命令行参数，判断root根文件设备，参看/boot/grub/grub.conf文件中制定的参数，该参数在内核启动后可有cat /proc/cmdline显示出来，nash和其他的一些程序也是通过读该系统文件来去内核启动参数的。c、在将从grub启动参数中获得根设备并将其与/dev/root设备联接以后，通过nash的switchroot指令将/dev/root设备挂接到根目录上（/）看看这样操作后，留下的痕迹：rootwj-server1 initrd# ls -l /dev/rootlrwxrwxrwx1 root root 97月 31 12:06 /dev/root - /dev/hda3rootwj-server1 initrd# mount/dev/hda3 on / type ext3 (rw)到此为止，已将硬盘设备装载到根目录下了，从而取代了原来有initrd.img文件的根位置。3、再回头看看内核中main.c中init函数，看看如何调用/sbin/init处理/etc/inittab文件 ./ 如果有/init这个文件就先运行它。if (execute_command) run_init_process(execute_command);run_init_process(/sbin/init);run_init_process(/etc/init);run_init_process(/bin/init);run_init_process(/bin/sh);panic(No init found. Try passing init= option to kernel);我们已经运行完run_init_process(execute_command);这里了，然后继续运行：run_init_process(/sbin/init);run_init_process(/etc/init);run_init_process(/bin/init);run_init_process(/bin/sh);/sbin/init这个文件在SysVinit-2.85-34mgc.rpm这个包中，该程序的主要处理代码在文件：sysvinit-2.85/src/init.c中，该文件主要查找和处理/etc/inittab文件，按照该文件的内容依次做处理。rootwj-server1 initrd# cat /etc/inittab# inittab This file describes how the INIT process should set up# the system in a certain run-level.# Author: Miquel van Smoorenburg, # Modified for RHS Linux by Marc Ewing and Donnie Barnes# Default runlevel. The runlevels used by RHS are:# 0 - halt (Do NOT set initdefault to this)# 1 - Single user mode# 2 - Multiuser, without NFS (The same as 3, if you do not have networking)# 3 - Full multiuser mode# 4 - unused# 5 - X11# 6 - reboot (Do NOT set initdefault to this)#id:5:initdefault: # /sbin/init 根据这里判断启动的级别# System initialization.si:sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit # /sbin/init 会最先运行这个系统配置文件l0:0:wait:/etc/rc.d/rc 0 # /sbin/init 根据上面取得的级别运行相应l1:1:wait:/etc/rc.d/rc 1 # 目录下的启动脚本l2:2:wait:/etc/rc.d/rc 2l3:3:wait:/etc/rc.d/rc 3l4:4:wait:/etc/rc.d/rc 4l5:5:wait:/etc/rc.d/rc 5l6:6:wait:/etc/rc.d/rc 6# Trap CTRL-ALT-DELETEca:ctrlaltdel:/sbin/shutdown -t3 -r now # 设置关机热键# When our UPS tells us power has failed, assume we have a few minutes# of power left.Schedule a shutdown for 2 minutes from now.# This does, of course, assume you have powerd installed and your# UPS connected and working correctly.pf:powerfail:/sbin/shutdown -f -h +2 Power Failure; System Shutting Down# If power was restored before the shutdown kicked in, cancel it.pr:12345:powerokwait:/sbin/shutdown -c Power Restored; Shutdown Cancelled# Run gettys in standard runlevels1:2345:respawn:/sbin/mingetty tty1 # 建立6个登陆控制终端可以通过CTRL-ALT-F?2:2345:respawn:/sbin/mingetty tty2 # 切换，?表示第几个登陆控制台，比如第13:2345:respawn:/sbin/mingett