Linux开机程序内幕（1）

核心提示：作者：墨汁右手 由于操作系统正在变得越来越复杂，所以开机引导和关机下电的过程也越来越智能化，Linux开机程序内幕（1），从简单的DOS系统转移到Windows NT系统，人们已经亲身感受到了这些变化——这已不仅仅是核心操作系统的启动引导和关闭了，对以字母K打头的命令脚本程序来说，会传递Stop参数；类似地对以字

　　作者：墨汁右手
　　
　　由于操作系统正在变得越来越复杂，所以开机引导和关机下电的过程也越来越智能化。从简单的DOS系统转移到Windows NT系统，人们已经亲身感受到了这些变化——这已不仅仅是核心操作系统的启动引导和关闭了，还包括必须要同时启动或者关闭相当数量的服务项目。类似于Windows NT，Linux系统启动过程需要打开的服务项目也是数量极大的。
　　
　　这里，我们假设大家已经熟悉其它操作系统的引导过程，了解硬件的自检引导步骤，就只从Linux操作系统的引导加载程序（对个人电脑而言通常是LILO）开始，介绍Linux开机引导的步骤。
　　
　　加载内核
　　
　　LILO启动之后，如果你选择了Linux作为准备引导的操作系统，第一个被加载的东西就是内核。请记住此时的计算机内存中还不存在任何操作系统，PC（因为它们天然的设计缺陷）也还没有办法存取机器上全部的内存。因此，内核就必须完整地加载到可用RAM的第一个兆字节之内。为了实现这个目的，内核是被压缩了的。这个文件的头部包含着必要的代码，先设置CPU进入安全模式（以此解除内存限制），再对内核的剩余部分进行解压缩。
　　
　　执行内核
　　
　　内核在内存中解压缩之后，就可以开始运行了。此时的内核只知道它本身内建的各种功能，也就是说被编译为模块的内核部分还不能使用。最基本的是，内核必须有足够的代码设置自己的虚拟内存子系统和根文件系统（通常就是ext2文件系统）。一旦内核启动运行，对硬件的检测就会决定需要对哪些设备驱动程序进行初始化。从这里开始，内核就能够挂装根文件系统（这个过程类似于Windows识别并存取C盘的过程）。内核挂装了根文件系统之后，将启动并运行一个叫做init的程序。
　　
　　注意：在这里我们故意略去了Linux内核启动的许多细节，这些细节只有内核开发人员才感兴趣。如果你好奇的话，可以访问http：//www.redhat.com:8080地址处的 “Kernel Hackers Guide”。
　　
　　init进程
　　
　　init进程是非内核进程中第一个被启动运行的，因此它的进程编号PID的值总是1。init读它的配置文件/etc/inittab，决定需要启动的运行级别（Runlevel）。从根本上说，运行级别规定了整个系统的行为，每个级别（分别由0到6的整数表示）满足特定的目的。如果定义了initdefault级别，这个值就直接被选中，否则需要由用户输入一个代表运行级别的数值。
　　
　　输入代表运行级别的数字之后，init根据/etc/inittab文件中的定义执行一个命令脚本程序。缺省的运行级别取决于安装阶段对登录程序的选择：是使用基于文本的，还是使用基于X-Window的登录程序。
　　
　　
　　rc命令脚本程序
　　
　　
　　我们已经知道，当运行级别发生改变时，将由/etc/inittab文件定义需要运行哪一个命令脚本程序。这些命令脚本程序负责启动或者停止该运行级别特定的各种服务。由于需要管理的服务数量很多，因此需要使用rc命令脚本程序。其中，最主要的一个是/etc/rc.d/rc，它负责为每一个运行级别按照正确的顺序调用相应的命令脚本程序。我们可以想象，这样一个命令脚本程序很容易变得难以控制！为了防止这类事件的发生，需要使用精心设计的方案。
　　
　　对每一个运行级别来说，在/etc/rc.d子目录中都有一个对应的下级目录。这些运行级别的下级子目录的命名方法是rcX.d，其中的X就是代表运行级别的数字。比如说，运行级别3的全部命令脚本程序都保存在/etc/rc.d/rc3.d子目录中。
　　
　　在各个运行级别的子目录中，都建立有到/etc/rc.d/init.d子目录中命令脚本程序的符号链接，但是，这些符号链接并不使用命令脚本程序在/etc/rc.d/init.d子目录中原来的名字。如果命令脚本程序是用来启动一个服务的，其符号链接的名字就以字母S打头；如果命令脚本程序是用来关闭一个服务的，其符号链接的名字就以字母K打头。
　　
　　许多情况下，这些命令脚本程序的执行顺序都很重要。如果没有先配置网络接口，就没有办法使用DNS服务解析主机名！为了安排它们的执行顺序，在字母S或者K的后面紧跟着一个两位数字，数值小的在数值大的前面执行。比如：/etc/rc.d/rc3.d/S50inet就会在/etc/rc.d/rc3.d/S55named之前执行（S50inet配置网络设置，S55named启动DNS服务器）。
　　
　　存放在/etc/rc.d/init.d子目录中的、被符号链接上的命令脚本程序是真正的实干家，是它们完成了启动或者停止各种服务的操作过程。当/etc/rc.d/rc运行通过每个特定的运行级别子目录的时候，它会根据数字的顺序依次调用各个命令脚本程序执行。它先运行以字母K打头的命令脚本程序，然后再运行以字母S打头的命令脚本程序。对以字母K打头的命令脚本程序来说，会传递Stop参数；类似地对以字母S打头的命令脚本程序来说，会传递Start参数。