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第一部分：內(nèi)核的引導(dǎo)(核內(nèi)引導(dǎo))

啟動(dòng)設(shè)備使用lilo或grub等引導(dǎo)程序開(kāi)始引導(dǎo)Linux系統(tǒng)，當(dāng)引導(dǎo)程序成功完成引導(dǎo)任務(wù)后，Linux從它們手中接管了CPU的控制權(quán)， 然后CPU就開(kāi)始執(zhí)行Linux的核心映象代碼，開(kāi)始了Linux啟動(dòng)過(guò)程。這里使用了幾個(gè)匯編程序來(lái)引導(dǎo)Linux，這一步涉及到Linux源代碼樹(shù)中的“arch/i386/boot”下的這幾個(gè)文件：bootsect.S、setup.S、video.S等。

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其中bootsect.S是生成引導(dǎo)扇區(qū)的匯編源碼，它完成加載動(dòng)作后直接跳轉(zhuǎn)到setup.S的程序入口。setup.S的主要功能就是將系統(tǒng)參數(shù)（包括內(nèi)存、磁盤(pán)等，由BIOS返回）拷貝到特別內(nèi)存中，以便以后這些參數(shù)被保護(hù)模式下的代碼來(lái)讀取。此外，setup.S還將video.S中的代碼包含進(jìn)來(lái)，檢測(cè)和設(shè)置顯示器和顯示模式。最后，setup.S將系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到保護(hù)模式，并跳轉(zhuǎn)到 0x100000。

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0x100000這個(gè)內(nèi)存地址存放的是解壓后的內(nèi)核，因?yàn)镽edHat提供的內(nèi)核包含了眾多驅(qū)動(dòng)和功能而顯得比較大，所以在內(nèi)核編譯中使用了“makebzImage”方式，從而生成壓縮過(guò)的內(nèi)核，在RedHat中內(nèi)核常常被命名為vmlinuz（也有類似initrd-2.6.11.12.img這樣的命名）。在Linux的最初引導(dǎo)過(guò)程中，是通過(guò)"arch/i386/boot/compressed/"中的head.S利用misc.c中定義的decompress_kernel()函數(shù)，將內(nèi)核vmlinuz解壓到0x100000的。

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當(dāng)CPU跳到0x100000時(shí)，將執(zhí)行"arch/i386/kernel/head.S"中的 startup_32，它也是vmlinux的入口，然后就跳轉(zhuǎn)到start_kernel()中去了。start_kernel() 是"init/main.c"中的定義的函數(shù)，start_kernel()中調(diào)用了一系列初始化函數(shù)，以完成kernel本身的設(shè)置。如果順利執(zhí)行完start_kernel()，則基本的Linux核心環(huán)境已經(jīng)建立起來(lái)了。

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在start_kernel()的最后，通過(guò)調(diào)用kernelthread()函數(shù)，系統(tǒng)創(chuàng)建第一個(gè)核心線程init()，自身調(diào)用cpu_idle(NULL)休息。核心線程init()主要是來(lái)進(jìn)行一些外設(shè)初始化的工作的，包括緩存區(qū)管理初始化（fs/buffer.c），虛擬內(nèi)存管理初始化（mm/vmscan.c），文件系統(tǒng)初始化（fs/filesystems.c）和root文件系統(tǒng)的安裝，調(diào)用do_basic_setup()完成外設(shè)及其驅(qū)動(dòng)程序的初始化。

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當(dāng)do_basic_setup()函數(shù)返回init()，init()又打開(kāi)了/dev/console設(shè)備，重定向三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的輸入輸出文件stdin、stdout和stderr到控制臺(tái)，最后，搜索文件系統(tǒng)中的init程序（或者由init=命令行參數(shù)指定的程序），并使用execve()系統(tǒng)調(diào)用加載執(zhí)行init程序。到此init()函數(shù)結(jié)束，init進(jìn)程從內(nèi)核態(tài)切換到用戶態(tài)（進(jìn)程號(hào)1），內(nèi)核的引導(dǎo)部分也到此結(jié)束了。

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第二部分：運(yùn)行init

init的進(jìn)程號(hào)是1，是系統(tǒng)所有進(jìn)程的起點(diǎn)，Linux在完成核內(nèi)引導(dǎo)以后，就開(kāi)始運(yùn)行init程序（init()的最后一行）。init程序讀取并執(zhí)行配置文件/etc/inittab。

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第三部分：系統(tǒng)初始化

在init的配置文件中有這么一行：

si::sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit

它調(diào)用執(zhí)行了/etc/rc.d/rc.sysinit，而rc.sysinit是一個(gè)bash shell的腳本，它主要是完成一些系統(tǒng)初始化的工作，rc.sysinit是每一個(gè)運(yùn)行級(jí)別都要首先運(yùn)行的重要腳本。它主要完成的工作有：激活交換分區(qū)，檢查磁盤(pán)，加載硬件模塊以及其它一些需要優(yōu)先執(zhí)行任務(wù)。

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第四部分：啟動(dòng)對(duì)應(yīng)運(yùn)行級(jí)別的守護(hù)進(jìn)程

在rc.sysinit執(zhí)行后，將返回init繼續(xù)其它的動(dòng)作，通常接下來(lái)會(huì)執(zhí)行到/etc/rc.d/rc程序。以運(yùn)行級(jí)別3為例，init將執(zhí)行配置文件inittab中的以下這行：

l5:5:wait:/etc/rc.d/rc 5

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這一行表示以5為參數(shù)運(yùn)行/etc/rc.d/rc，/etc/rc.d/rc是一個(gè)Shell腳本，它接受數(shù)字5作為參數(shù)，去執(zhí)行/etc/rc.d/rc5.d/目錄下的所有的rc啟動(dòng)腳本。當(dāng)然，/etc/rc.d/rc5.d/目錄中的這些啟動(dòng)腳本實(shí)際上都是一些鏈接文件，而不是真正的rc啟動(dòng)腳本，真正的rc啟動(dòng)腳本實(shí)際上都是放在/etc/rc.d/init.d/目錄下。

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第五部分：建立終端

rc執(zhí)行完畢后，返回init。這時(shí)基本系統(tǒng)環(huán)境已經(jīng)設(shè)置好了，各種守護(hù)進(jìn)程也已經(jīng)啟動(dòng)了。init接下來(lái)會(huì)打開(kāi)6個(gè)終端（定義在/etc/inittab中），以便用戶登錄系統(tǒng)。通過(guò)按Alt+Fn(n對(duì)應(yīng)1-6)可以在這6個(gè)終端中切換。

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第六部分：登錄系統(tǒng)，啟動(dòng)完成

Login程序會(huì)接收終端程序傳來(lái)的用戶名作為用戶名參數(shù)，并進(jìn)行分析。如果用戶名不是root，且存在/etc/nologin文件，login將輸出nologin文件的內(nèi)容，然后退出。這通常用來(lái)系統(tǒng)維護(hù)時(shí)防止非root用戶登錄。

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只有/etc/securetty中登記了的終端才允許root用戶登錄，如果不存在這個(gè)文件，則root可以在任何終端上登錄。/etc/usertty文件用于對(duì)用戶作出附加訪問(wèn)限制，如果不存在這個(gè)文件，則沒(méi)有其他限制。

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在分析完用戶名后，login將搜索/etc/passwd以及/etc/shadow來(lái)驗(yàn)證密碼以及設(shè)置賬戶的其它信息，比如：主目錄是什么、使用何種shell。如果沒(méi)有指定主目錄，將默認(rèn)為根目錄；如果沒(méi)有指定shell，將默認(rèn)為/bin/bash。

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login程序成功后，會(huì)向?qū)?yīng)的終端在輸出最近一次登錄的信息(在/var/log/lastlog中有記錄)，并檢查用戶是否有新郵件(在/usr/spool/mail/的對(duì)應(yīng)用戶名目錄下)。然后開(kāi)始設(shè)置各種環(huán)境變量：對(duì)于bash來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)首先尋找/etc/profile腳本文件，并執(zhí)行它；然后如果用戶的主目錄中存在.bash_profile文件，就執(zhí)行它。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Linux系统分析之启动流程的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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