Linux開機程序內幕（1）
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作者：墨汁右手
由於操作系統正在變得越來越複雜，所以開機引導和關機下電的過程也越來越智能化。從簡單的DOS系統轉移到Windows NT系統，人們已經親身感受到了這些變化——這已不僅僅是核心操作系統的啓動引導和關閉了，還包括必須要同時啓動或者關閉相當數量的服務項目。類似於Windows NT，Linux系統啓動過程需要打開的服務項目也是數量極大的。
這裏，我們假設大家已經熟悉其它操作系統的引導過程，瞭解硬件的自檢引導步驟，就只從Linux操作系統的引導加載程序（對個人電腦而言通常是LILO）開始，介紹Linux開機引導的步驟。
加載內核
LILO啓動之後，如果你選擇了Linux作爲準備引導的操作系統，第一個被加載的東西就是內核。請記住此時的計算機內存中還不存在任何操作系統，PC（因爲它們天然的設計缺陷）也還沒有辦法存取機器上全部的內存。因此，內核就必須完整地加載到可用RAM的第一個兆字節之內。爲了實現這個目的，內核是被壓縮了的。這個文件的頭部包含着必要的代碼，先設置CPU進入安全模式（以此解除內存限制），再對內核的剩餘部分進行解壓縮。
執行內核
內核在內存中解壓縮之後，就可以開始運行了。此時的內核只知道它本身內建的各種功能，也就是說被編譯爲模塊的內核部分還不能使用。最基本的是，內核必須有足夠的代碼設置自己的虛擬內存子系統和根文件系統（通常就是ext2文件系統）。一旦內核啓動運行，對硬件的檢測就會決定需要對哪些設備驅動程序進行初始化。從這裏開始，內核就能夠掛裝根文件系統（這個過程類似於Windows識別並存取C盤的過程）。內核掛裝了根文件系統之後，將啓動並運行一個叫做init的程序。
注意：在這裏我們故意略去了Linux內核啓動的許多細節，這些細節只有內核開發人員才感興趣。如果你好奇的話，可以訪問http：//www.redhat.com:8080地址處的 “Kernel Hackers Guide”。
init進程
init進程是非內核進程中第一個被啓動運行的，因此它的進程編號PID的值總是1。init讀它的配置文件/etc/inittab，決定需要啓動的運行級別（Runlevel）。從根本上說，運行級別規定了整個系統的行爲，每個級別（分別由0到6的整數表示）滿足特定的目的。如果定義了initdefault級別，這個值就直接被選中，否則需要由用戶輸入一個代表運行級別的數值。
輸入代表運行級別的數字之後，init根據/etc/inittab文件中的定義執行一個命令腳本程序。缺省的運行級別取決於安裝階段對登錄程序的選擇：是使用基於文本的，還是使用基於X-Window的登錄程序。
rc命令腳本程序
我們已經知道，當運行級別發生改變時，將由/etc/inittab文件定義需要運行哪一個命令腳本程序。這些命令腳本程序負責啓動或者停止該運行級別特定的各種服務。由於需要管理的服務數量很多，因此需要使用rc命令腳本程序。其中，最主要的一個是/etc/rc.d/rc，它負責爲每一個運行級別按照正確的順序調用相應的命令腳本程序。我們可以想象，這樣一個命令腳本程序很容易變得難以控制！爲了防止這類事件的發生，需要使用精心設計的方案。
對每一個運行級別來說，在/etc/rc.d子目錄中都有一個對應的下級目錄。這些運行級別的下級子目錄的命名方法是rcX.d，其中的X就是代表運行級別的數字。比如說，運行級別3的全部命令腳本程序都保存在/etc/rc.d/rc3.d子目錄中。
在各個運行級別的子目錄中，都建立有到/etc/rc.d/init.d子目錄中命令腳本程序的符號鏈接，但是，這些符號鏈接並不使用命令腳本程序在/etc/rc.d/init.d子目錄中原來的名字。如果命令腳本程序是用來啓動一個服務的，其符號鏈接的名字就以字母S打頭；如果命令腳本程序是用來關閉一個服務的，其符號鏈接的名字就以字母K打頭。
許多情況下，這些命令腳本程序的執行順序都很重要。如果沒有先配置網絡接口，就沒有辦法使用DNS服務解析主機名！爲了安排它們的執行順序，在字母S或者K的後面緊跟着一個兩位數字，數值小的在數值大的前面執行。比如：/etc/rc.d/rc3.d/S50inet就會在/etc/rc.d/rc3.d/S55named之前執行（S50inet配置網絡設置，S55named啓動DNS服務器）。
存放在/etc/rc.d/init.d子目錄中的、被符號鏈接上的命令腳本程序是真正的實幹家，是它們完成了啓動或者停止各種服務的操作過程。當/etc/rc.d/rc運行通過每個特定的運行級別子目錄的時候，它會根據數字的順序依次調用各個命令腳本程序執行。它先運行以字母K打頭的命令腳本程序，然後再運行以字母S打頭的命令腳本程序。對以字母K打頭的命令腳本程序來說，會傳遞Stop參數；類似地對以字母S打頭的命令腳本程序來說，會傳遞Start參數。
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作者：墨汁右手
由於操作系統正在變得越來越複雜，所以開機引導和關機下電的過程也越來越智能化。從簡單的DOS系統轉移到Windows NT系統，人們已經親身感受到了這些變化——這已不僅僅是核心操作系統的啓動引導和關閉了，還包括必須要同時啓動或者關閉相當數量的服務項目。類似於Windows NT，Linux系統啓動過程需要打開的服務項目也是數量極大的。
這裏，我們假設大家已經熟悉其它操作系統的引導過程，瞭解硬件的自檢引導步驟，就只從Linux操作系統的引導加載程序（對個人電腦而言通常是LILO）開始，介紹Linux開機引導的步驟。
加載內核
LILO啓動之後，如果你選擇了Linux作爲準備引導的操作系統，第一個被加載的東西就是內核。請記住此時的計算機內存中還不存在任何操作系統，PC（因爲它們天然的設計缺陷）也還沒有辦法存取機器上全部的內存。因此，內核就必須完整地加載到可用RAM的第一個兆字節之內。爲了實現這個目的，內核是被壓縮了的。這個文件的頭部包含着必要的代碼，先設置CPU進入安全模式（以此解除內存限制），再對內核的剩餘部分進行解壓縮。
執行內核
內核在內存中解壓縮之後，就可以開始運行了。此時的內核只知道它本身內建的各種功能，也就是說被編譯爲模塊的內核部分還不能使用。最基本的是，內核必須有足夠的代碼設置自己的虛擬內存子系統和根文件系統（通常就是ext2文件系統）。一旦內核啓動運行，對硬件的檢測就會決定需要對哪些設備驅動程序進行初始化。從這裏開始，內核就能夠掛裝根文件系統（這個過程類似於Windows識別並存取C盤的過程）。內核掛裝了根文件系統之後，將啓動並運行一個叫做init的程序。
注意：在這裏我們故意略去了Linux內核啓動的許多細節，這些細節只有內核開發人員才感興趣。如果你好奇的話，可以訪問http：//www.redhat.com:8080地址處的 “Kernel Hackers Guide”。
init進程
init進程是非內核進程中第一個被啓動運行的，因此它的進程編號PID的值總是1。init讀它的配置文件/etc/inittab，決定需要啓動的運行級別（Runlevel）。從根本上說，運行級別規定了整個系統的行爲，每個級別（分別由0到6的整數表示）滿足特定的目的。如果定義了initdefault級別，這個值就直接被選中，否則需要由用戶輸入一個代表運行級別的數值。
輸入代表運行級別的數字之後，init根據/etc/inittab文件中的定義執行一個命令腳本程序。缺省的運行級別取決於安裝階段對登錄程序的選擇：是使用基於文本的，還是使用基於X-Window的登錄程序。
rc命令腳本程序
我們已經知道，當運行級別發生改變時，將由/etc/inittab文件定義需要運行哪一個命令腳本程序。這些命令腳本程序負責啓動或者停止該運行級別特定的各種服務。由於需要管理的服務數量很多，因此需要使用rc命令腳本程序。其中，最主要的一個是/etc/rc.d/rc，它負責爲每一個運行級別按照正確的順序調用相應的命令腳本程序。我們可以想象，這樣一個命令腳本程序很容易變得難以控制！爲了防止這類事件的發生，需要使用精心設計的方案。
對每一個運行級別來說，在/etc/rc.d子目錄中都有一個對應的下級目錄。這些運行級別的下級子目錄的命名方法是rcX.d，其中的X就是代表運行級別的數字。比如說，運行級別3的全部命令腳本程序都保存在/etc/rc.d/rc3.d子目錄中。
在各個運行級別的子目錄中，都建立有到/etc/rc.d/init.d子目錄中命令腳本程序的符號鏈接，但是，這些符號鏈接並不使用命令腳本程序在/etc/rc.d/init.d子目錄中原來的名字。如果命令腳本程序是用來啓動一個服務的，其符號鏈接的名字就以字母S打頭；如果命令腳本程序是用來關閉一個服務的，其符號鏈接的名字就以字母K打頭。
許多情況下，這些命令腳本程序的執行順序都很重要。如果沒有先配置網絡接口，就沒有辦法使用DNS服務解析主機名！爲了安排它們的執行順序，在字母S或者K的後面緊跟着一個兩位數字，數值小的在數值大的前面執行。比如：/etc/rc.d/rc3.d/S50inet就會在/etc/rc.d/rc3.d/S55named之前執行（S50inet配置網絡設置，S55named啓動DNS服務器）。
存放在/etc/rc.d/init.d子目錄中的、被符號鏈接上的命令腳本程序是真正的實幹家，是它們完成了啓動或者停止各種服務的操作過程。當/etc/rc.d/rc運行通過每個特定的運行級別子目錄的時候，它會根據數字的順序依次調用各個命令腳本程序執行。它先運行以字母K打頭的命令腳本程序，然後再運行以字母S打頭的命令腳本程序。對以字母K打頭的命令腳本程序來說，會傳遞Stop參數；類似地對以字母S打頭的命令腳本程序來說，會傳遞Start參數。
