综述Linux系统的主要目录,Linux系统基础知识（十九）Linux启动过程综述

Linux系统基础知识(十九)Linux启动过程综述

来源：水木

作者：杨沙洲

时间：2008-09-27

Tag：点击：

Linux启动过程综述

内容：

一. Bootloader

二.Kernel引导入口

三.核心数据结构初始化--内核引导第一部分

四.外设初始化--内核引导第二部分

五.init进程和inittab引导指令

六.rc启动脚本

七.getty和login

八.bash

附：XDM方式登录 作者:杨沙洲

本文以Redhat 6.0 Linux 2.2.19 for Alpha/AXP为平台，描述了从开机到登录的

Linux 启动全过程。该文对i386平台同样适用。

一. Bootloader

在Alpha/AXP平台上引导Linux通常有两种方法，一种是由MILO及其他类似的引导程序引 导，另一种是由Firmware直接引导。MILO功能与i386平台的LILO相近，但内置有基本的磁盘

驱动程序(如IDE、SCSI等)，以及常见的文件系统驱动程序(如ext2，iso9660等)， firmware有ARC、SRM两种形式，ARC具有类BIOS界面，甚至还有多重引导的设置；而SRM则具

有功能强大的命令行界面，用户可以在控制台上使用boot等命令引导系统。ARC有分区 (Partition)的概念，因此可以访问到分区的首扇区；而SRM只能将控制转给磁盘的首扇区。

两种firmware都可以通过引导MILO来引导Linux，也可以直接引导Linux的引导代码。

“arch/alpha/boot”下就是制作Linux Bootloader的文件。“head.S”文件提供了对

OSF PAL/1的调用入口，它将被编译后置于引导扇区(ARC的分区首扇区或SRM的磁盘0扇区)， 得到控制后初始化一些数据结构，再将控制转给“main.c”中的start_kernel()，

start_kernel()向控制台输出一些提示，调用pal_init()初始化PAL代码，调用openboot() 打开引导设备(通过读取Firmware环境)，调用load()将核心代码加载到START_ADDR(见

“include/asm-alpha/system.h”)，再将Firmware中的核心引导参数加载到ZERO_PAGE(0) 中，最后调用runkernel()将控制转给0x100000的kernel，bootloader部分结束。

“arch/alpha/boot/bootp.c”以“main.c”为基础，可代替“main.c”与“head.S”

生成用于BOOTP协议网络引导的Bootloader。

Bootloader中使用的所有“srm_”函数在“arch/alpha/lib/”中定义。

以上这种Boot方式是一种最简单的方式，即不需其他工具就能引导Kernel，前提是按照 Makefile的指导，生成bootimage文件，内含以上提到的bootloader以及vmlinux，然后将

bootimage写入自磁盘引导扇区始的位置中。

当采用MILO这样的引导程序来引导Linux时，不需要上面所说的Bootloader，而只需要 vmlinux或vmlinux.gz，引导程序会主动解压加载内核到0x1000(小内核)或0x100000(大

内核)，并直接进入内核引导部分，即本文的第二节。

对于I386平台

i386系统中一般都有BIOS做最初的引导工作，那就是将四个主分区表中的第一个可引导 分区的第一个扇区加载到实模式地址0x7c00上，然后将控制转交给它。

在“arch/i386/boot”目录下，bootsect.S是生成引导扇区的汇编源码，它首先将自己 拷贝到0x90000上，然后将紧接其后的setup部分(第二扇区)拷贝到0x90200，将真正的内核

代码拷贝到0x100000。以上这些拷贝动作都是以bootsect.S、setup.S以及vmlinux在磁盘上 连续存放为前提的，也就是说，我们的bzImage文件或者zImage文件是按照bootsect，setup，

vmlinux这样的顺序组织，并存放于始于引导分区的首扇区的连续磁盘扇区之中。

bootsect.S完成加载动作后，就直接跳转到0x90200，这里正是setup.S的程序入口。 setup.S的主要功能就是将系统参数(包括内存、磁盘等，由BIOS返回)拷贝到

0x90000-0x901FF内存中，这个地方正是bootsect.S存放的地方，这时它将被系统参数覆盖。 以后这些参数将由保护模式下的代码来读取。

除此之外，setup.S还将video.S中的代码包含进来，检测和设置显示器和显示模式。最 后，setup.S将系统转换到保护模式，并跳转到0x100000(对于bzImage格式的大内核是

0x100000，对于zImage格式的是0x1000)的内核引导代码，Bootloader过程结束。

对于2.4.x版内核

没有什么变化。

二.Kernel引导入口

在arch/alpha/vmlinux.lds的链接脚本控制下，链接程序将vmlinux的入口置于 \"arch/alpha/kernel/head.S\"中的__start上，因此当Bootloader跳转到0x100000时，

__start处的代码开始执行。__start的代码很简单，只需要设置一下全局变量，然后就跳转 到start_kernel去了。start_kernel()是\"init/main.c\"中的asmlinkage函数，至此，启

动过程转入体系结构无关的通用C代码中。

对于I386平台

在i386体系结构中，因为i386本身的问题，在\"arch/alpha/kernel/head.S\"中需要更多的设置，但最终也是通过call

SYMBOL_NAME(start_kernel)转到start_kernel()这个体系结构无关的函数中去执行了。

所不同的是，在i386系统中，当内核以bzImage的形式压缩，即大内核方式 (__BIG_KERNEL__)压缩时就需要预先处理bootsect.S和setup.S，按照大核模式使用$(CPP)

处理生成bbootsect.S和bsetup.S，然后再编译生成相应的.o文件，并使用 \"arch/i386/boot/compressed/build.c\"生成的build工具，将实际的内核(未压缩的，含

kernel中的head.S代码)与\"arch/i386/boot/compressed\"下的head.S和misc.c合成到一起，其中的head.S代替了\"arch/i386/kernel/head.S\"的位置，由Bootloader引导执行

(startup_32入口)，然后它调用misc.c中定义的decompress_kernel()函数，使用 \"lib/inflate.c\"中定义的gunzip()将内核解压到0x100000，再转到其上执行

\"arch/i386/kernel/head.S\"中的startup_32代码。

对于2.4.x版内核

没有变化。

三.核心数据结构初始化--内核引导第一部分

start_kernel()中调用了一系列初始化函数，以完成kernel本身的设置。 这些动作有的是公共的，有的则是需要配置的才会执行的。

[收藏]

[推荐]

[评论]

[打印]

[关闭]