Linux開(kāi)機程序內幕（1）
作者：墨汁右手 本文選自：開(kāi)放系統世界——賽迪網(wǎng) 2002年09月17日
由于操作系統正在變得越來(lái)越復雜，所以開(kāi)機引導和關(guān)機下電的過(guò)程也越來(lái)越智能化。從簡(jiǎn)單的DOS系統轉移到Windows NT系統，人們已經(jīng)親身感受到了這些變化——這已不僅僅是核心操作系統的啟動(dòng)引導和關(guān)閉了，還包括必須要同時(shí)啟動(dòng)或者關(guān)閉相當數量的服務(wù)項目。類(lèi)似于Windows NT，Linux系統啟動(dòng)過(guò)程需要打開(kāi)的服務(wù)項目也是數量極大的。
這里，我們假設大家已經(jīng)熟悉其它操作系統的引導過(guò)程，了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(gè)人電腦而言通常是LILO）開(kāi)始，介紹Linux開(kāi)機引導的步驟。
加載內核
LILO啟動(dòng)之后，如果你選擇了Linux作為準備引導的操作系統，第一個(gè)被加載的東西就是內核。請記住此時(shí)的計算機內存中還不存在任何操作系統，PC（因為它們天然的設計缺陷）也還沒(méi)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(gè)兆字節之內。為了實(shí)現這個(gè)目的，內核是被壓縮了的。這個(gè)文件的頭部包含著(zhù)必要的代碼，先設置CPU進(jìn)入安全模式（以此解除內存限制），再對內核的剩余部分進(jìn)行解壓縮。
執行內核
內核在內存中解壓縮之后，就可以開(kāi)始運行了。此時(shí)的內核只知道它本身內建的各種功能，也就是說(shuō)被編譯為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）。一旦內核啟動(dòng)運行，對硬件的檢測就會(huì )決定需要對哪些設備驅動(dòng)程序進(jìn)行初始化。從這里開(kāi)始，內核就能夠掛裝根文件系統（這個(gè)過(guò)程類(lèi)似于Windows識別并存取C盤(pán)的過(guò)程）。內核掛裝了根文件系統之后，將啟動(dòng)并運行一個(gè)叫做init的程序。
注意：在這里我們故意略去了Linux內核啟動(dòng)的許多細節，這些細節只有內核開(kāi)發(fā)人員才感興趣。如果你好奇的話(huà)，可以訪(fǎng)問(wèn)http：//www.redhat.com:8080地址處的 “Kernel Hackers Guide”。
init進(jìn)程
init進(jìn)程是非內核進(jìn)程中第一個(gè)被啟動(dòng)運行的，因此它的進(jìn)程編號PID的值總是1。init讀它的配置文件/etc/inittab，決定需要啟動(dòng)的運行級別（Runlevel）。從根本上說(shuō)，運行級別規定了整個(gè)系統的行為，每個(gè)級別（分別由0到6的整數表示）滿(mǎn)足特定的目的。如果定義了initdefault級別，這個(gè)值就直接被選中，否則需要由用戶(hù)輸入一個(gè)代表運行級別的數值。
輸入代表運行級別的數字之后，init根據/etc/inittab文件中的定義執行一個(gè)命令腳本程序。缺省的運行級別取決于安裝階段對登錄程序的選擇：是使用基于文本的，還是使用基于X-Window的登錄程序。
rc命令腳本程序
我們已經(jīng)知道，當運行級別發(fā)生改變時(shí)，將由/etc/inittab文件定義需要運行哪一個(gè)命令腳本程序。這些命令腳本程序負責啟動(dòng)或者停止該運行級別特定的各種服務(wù)。由于需要管理的服務(wù)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(gè)是/etc/rc.d/rc，它負責為每一個(gè)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(gè)命令腳本程序很容易變得難以控制！為了防止這類(lèi)事件的發(fā)生，需要使用精心設計的方案。
對每一個(gè)運行級別來(lái)說(shuō)，在/etc/rc.d子目錄中都有一個(gè)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(shuō)，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(gè)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，這些符號鏈接并不使用命令腳本程序在/etc/rc.d/init.d子目錄中原來(lái)的名字。如果命令腳本程序是用來(lái)啟動(dòng)一個(gè)服務(wù)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(lái)關(guān)閉一個(gè)服務(wù)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(méi)有先配置網(wǎng)絡(luò )接口，就沒(méi)有辦法使用DNS服務(wù)解析主機名！為了安排它們的執行順序，在字母S或者K的后面緊跟著(zhù)一個(gè)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(huì )在/etc/rc.d/rc3.d/S55named之前執行（S50inet配置網(wǎng)絡(luò )設置，S55named啟動(dòng)DNS服務(wù)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(shí)干家，是它們完成了啟動(dòng)或者停止各種服務(wù)的操作過(guò)程。當/etc/rc.d/rc運行通過(guò)每個(gè)特定的運行級別子目錄的時(shí)候，它會(huì )根據數字的順序依次調用各個(gè)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，然后再運行以字母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(lái)說(shuō)，會(huì )傳遞Stop參數；類(lèi)似地對以字母S打頭的命令腳本程序來(lái)說(shuō)，會(huì )傳遞Start參數。
