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系统的引导和初始化是操作系统实现控制的第一步

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一、概况系统的引导和初始化是操作系统实现控制的第一步,也是集中体现系统优劣的重要部分.LINUX作为一个免费的准UNIX操作系统,在众多业余爱好者以及小型商业处理市场表现不俗,成为继WINDOWS系列后的另一个主流.了解LINUX系统的初始化,对于进一步掌握UNIX系统是十分有帮助的.
通常、LINUX系统的初始化可以分为两部分:内核部分和init程序部分.内核主要完成系统的硬件检测和初始化,init程序则主要完成系统的各项配置.本文将着眼LINUX系统初始化的两个部分,初步解析LINUX的特点.
二、初始化详解
1.内核部分通常情况下,计算机首先用LILO程序引导内核的一部分(这部分没有被压缩),以此来引导内核的其他部分.LILO程序是最常用的,也是比较完善的LINUX系统引导器,PC机通常从硬盘的引导扇区读取这部分程序.关于LILO程序的详细内容可以参照其他资料.内核被解压缩并装入内存后,开始初始化硬件和设备驱动程序.下面是内核初始化系统的具体步骤(各个版本之间会有一定的差异,下面是版本的一个例子):
(1) 检测CPU的主频和控制台的显示类型,并对CPU速度用Bogo MIPS程序进行估算.
(2) 此后内核通过外设显示系统内存信息:如131072k(128Mk剩余,使用的具体情况为:1048k内核代码、412k保留,1728k数据等.尔后是各类hash table的信息.
(3) 内核加载磁盘空间限量支持、完成CPU检测(包括检查数学协处理器),以及POSIX适应性检测.
(4) 初始化PCI BIOS,检测系统的PCI设备,并加载TCPIP网络支持.
(5) 内核开始检测其他各种硬件设备:如PS2端口设备,串行口设备,硬盘,软盘,SCSI等.
此后,内核将启动init程序,形成系统的第一个进程.下面是dmesg记录的内核初始化信息(部分):DetectedkHz processor.
Console: colour VGA delay hash table cache hash table cache hash table
VFS: Diskquotas version dquot_6.4.0 initialized
CPU: Intel Celeron (Mendocino) stepping OK, FPU using exception 16 error reporting.
Checking hlt instruction. OK.POSIX conformance testing by UNIFIX
mtrr: v1.35aRichard Gooch
PCI: Using configuration type1
PCI: Probing PCI hardware
. Starting PS2 Mouse Port.Serial driver version 4.27 with MANY_PORTS MULTIPORT SHARE_IRQ enabled
pty: 256 Unix98 ptys configuredReal Time Clock Driver v1.09RAM disk driver initialized: 16 RAM disks of 4096K size
hda: QUANTUM FIREBALLlct10 15, ATA DISK drive
hdd: ASUS CD-S400A, ATAPI CDROM drive
hda: QUANTUM FIREBALLlctMB w418kB Cache,
raid5: measuring checksumming speed
raid5: MMX detected, trying high-speed MMX checksum routinesusing fastest function: p5_mmxMBsec)
scsi :0hosts.
scsi : detected total.
Partition RAID arraysautorun .
. autorun DONE.
VFS: Mounted root (ext2 filesystem) readonly.
Freeing unused kernel memory: 64k freed
2.init程序部分init程序通常在sbin或bin下,它负责在系统启动时运行一系列程序和脚本文件.init程序一旦被内核调用,便成为系统的第0号进程,该进程对于LINUX系统是十分重要的,有关它的详细内容请参阅其他资料.init进程做的每一步都由etcinitab中的配置决定.以下是RadHat的etcinittab文件的例子:
Default runlevel. The runlevels used by RHS are:0- halt (Do NOT set initdefault to this)1- Single user mode2- Multiuser, without NFS (The same as3,if you do not have networking)3- Full multiuser mode4- unused6- reboot (Do NOT set initdefault to this)
to run in every runlevel.
-t3 -r nowWhen our UPS tells us power has failed, assume we haveafew minutesof power left. for2minutes from now.
This does, of course, assume you have powerd installed and yourUPS connected and working correctly.
-f -h2Power Failure; System Shutting DownIf power was restored before the shutdown kicked in, cancel it.
-c Power Restored; Shutdown CancelledRun gettys in standard runlevels
tty1
tty2
tty3
tty4
tty5
tty6Run xdm in runlevel5xdm is nowaseparate service
文件的每一行包含四个域,格式为:
code域用单个或两个字符序列来作为本行的标识,这个标识在此文件中是唯一的.文件中的某些记录必须使用特定的code才能使系统工作正常.
(2) runlevels域给出的是本行的运行级别.LINUX系统运行在一定的级别下,当inittab文件指定了某一特定的运行级别时,该记录行包含的命令将被执行.RedHat系统通常设置了7个运行级别(0-6),各运行级别的说明包含在inittab文件的开头.
(3) action域指出的是init程序执行command命令的方式.比如:只执行command一次,还是在它退出时重启.
(4) command域给出相应记录行要执行的命令.运行级别1是单用户模式,所谓单用户指的是系统运行在唯一用户-超级用户模式下.而大多数情况下,系统运行在多用户模式下.在启动出错,文件系统出错等情况下,系统将进入单用户模式,此时,系统只有很少的配置,这对于恢复系统是很必要的.inittab文件首先指出缺省的运行级别(如我们看到上面的例子中缺省的运行级别为
3.此后根据下一条记录,系统应当运行这是一个脚本文件,主要包括基本的系统初始化命令,如激活交换分区、检查并挂上文件系统,装载部分模块等.接下来是执行特定运行级别对应的rcN程序.rcN都是目录,当前运行级别为N时,执行etcrc.drcN.d目录下的脚本程序.rc3.d目录下都是类似Knnxxxx和Snnxxxx的文件.Nn是00-99之间的一个整数,xxxx是系统提供的某些服务.以S开头的文件用以启动(start)服务进程,以K开头的文件用以终止(kill)服务进程.
数字nn的大小决定程序执行的先后顺序.例如系统启动进入运行模式3后,etcrc.drc3.d目录下所有以S开头的文件将被依次执行;系统关闭时,离开运行模式3之前、etcrc.drc3.d目录下所有以K开头的文件将被依次执行.
下一条记录表明每一个运行级别都要运行命令update,此程序每隔30秒把内存缓冲区的内容回写一次,称为同步,以防止系统崩溃或突然掉电造成的数据丢失和损坏.以下的各条记录分别描述了Ctrl-Alt-Del组合键是否有效,与UPS相关的电源失败处理和虚拟控制台的初始化,最后一条记录则是在运行级别5的启动X Window系统的X显示管理程序.
好了,到此为止,我们就可以登陆LINUX系统了.

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