linux 启动流程详解之/init/main.c:init调用/etc/rc.d/rc.sysinit

linux 启动流程详解

本文转载自：

http://www.linuxfans.org/bbs/thread-126676-1-1.html

一、从哪里到哪里

本文旨在描述linux中内核如何调用启动，然后如何从img的文件系统切换到硬盘的过程。

描述起于：linux-2.6.11/init/main.c中函数 static int init(void * unused)

描述止于：/etc/rc.d/rc.sysinit文件的被调用

二、描写流程

在linux代码linux-2.6.11/init/main.c中init这个函数被调用时，初始启动的文件

系统镜像：/boot/initrd-2.6.11.12.img（以2.6.11.12内核为例）已被grub加载到

内存中，并已挂载到根目录上（"/"）。

1、我们先来看看initrd-2.6.11.12.img到底是个什么东西：

[root@wj-server1 tmp]# cd /tmp

[root@wj-server1 tmp]# cp /boot/initrd-2.6.11.12.img /tmp/initrd-2.6.11.12.gz

[root@wj-server1 tmp]# gunzip initrd-2.6.11.12.gz

解压缩后的文件为：

[root@wj-server1 tmp]# ls -l initrd-2.6.11.12

-rw-r--r-- 1 root root 846848 7月 31 17:01 initrd-2.6.11.12

是一个CPIO格式的文件，该文件格式是种文件镜像让我们将它解开到一个目录中看看

其中的具体内容：

[root@wj-server1 tmp]# mkdir initrd

[root@wj-server1 tmp]# cd initrd

[root@wj-server1 initrd]# cpio -i ../initrd-2.6.11.12

1654 blocks

[root@wj-server1 initrd]# gzip ../initrd-2.6.11.12

[root@wj-server1 initrd]# mv ../initrd-2.6.11.12.gz ../initrd-2.6.11.12.img

2、回到内核init函数中，看看如何调用/boot/initrd-2.6.11.12.img中/init脚本的

....

// 这里判断在grub装载的/boot/initrd-2.6.11.12.img中是否有"/init"这个文件？

if (sys_access((const char __user *) "/init", 0) == 0)

execute_command = "/init"

else

....

// 如果有"/init"这个文件就先运行它。

if (execute_command)

run_init_process(execute_command);

run_init_process("/sbin/init");

run_init_process("/etc/init");

run_init_process("/bin/init");

run_init_process("/bin/sh");

panic("No init found. Try passing init= option to kernel");

由代码我们看到kernel会先判断并运行/boot/initrd-2.6.11.12.img中的/init文件，我们

来看看该/boot/initrd-2.6.11.12.img/init文件的内容，我们上面已将该文件展开到目录

/tmp/initrd中：

[root@wj-server1 initrd]# cat ./init

#!/bin/nash # 该文件是个nash的脚本文件

# 挂接proc文件系统

mount -t proc /proc /proc

# 不输出nash调试信息，由/proc/cmdline决定,cat /proc/cmdline我的启动参数

# 输出ro root=/dev/hda3 vga=791 splash=silent，如果该命令行中带了quiet参

# 数，则不输出nash提示信息。

setquiet

# 提示信息（这里提示因该放到上面去，mkinitrd-4.2.17-2mgc.rpm包中原来如是，

# 笔误？为什么这里牵涉到mkinitrd这个包类？因为：/boot/initrd-2.6.11.12.img

# 文件由下面命令生成：mkinitrd /boot/initrd-2.6.11.12.img 2.6.11.12）

echo Mounted /proc filesystem

# 挂接sys文件系统

echo Mounting sysfs

mount -t sysfs /sys /sys

# 创建/dev临时目录

echo Creating /dev

mount -o mode=0755 -t tmpfs /dev /dev

# 创建设备文件（这些设备文件在切换到硬盘后，由/etc/rc.sysinit中start_udev

# 重新创建）

mknod /dev/console c 5 1

mknod /dev/null c 1 3

mknod /dev/zero c 1 5

# 新建伪终端目录

mkdir /dev/pts

# 新建共享内存目录

mkdir /dev/shm

# 这里是调用的nash中的makedevs指令装载硬盘等块设备，不装载其他设备只装载

# 硬盘等块设备

echo Starting udev

# 告诉内核当发现新拔插设备时用"/sbin/hotplug"程序来处理

echo -n "/sbin/hotplug" > /proc/sys/kernel/hotplug

makedevs

makedevs # 这里多搞一次没必要

echo Creating root device

# 由grub启动命令行root=/dev/hda3来联接设备/dev/root到root变量所指定的启动

# 设备，见下面我的grub启动参数：

# kernel /boot/vmlinuz-2.6.11.12 ro root=/dev/hda3 vga=791 splash=silent

mkrootdev /dev/root

# 挂接/dev/root目录

echo Mounting root filesystem

mount -o defaults --ro -t ext3 /dev/root /sysroot

echo Switching to new root

# 切换根目录到设备/dev/root目录，运行完该命令根目录"/"->"/dev/hda3"

switchroot --movedev /sysroot

由上面的注释我们大概能够明白./init脚本的基本运行流程：

a、装载基本的内核系统文件和设备文件

b、根据grub的启动命令行参数，判断root根文件设备，参看/boot/grub/grub.conf文件中制定

的参数，该参数在内核启动后可有cat /proc/cmdline显示出来，nash和其他的一些程序也是通

过读该系统文件来去内核启动参数的。

c、在将从grub启动参数中获得根设备并将其与/dev/root设备联接以后，通过nash的switchroot

指令将/dev/root设备挂接到根目录上（"/"）

看看这样操作后，留下的痕迹：

[root@wj-server1 initrd]# ls -l /dev/root

lrwxrwxrwx 1 root root 9 7月 31 12:06 /dev/root -> /dev/hda3

[root@wj-server1 initrd]# mount

/dev/hda3 on / type ext3 (rw)

到此为止，已将硬盘设备装载到根目录下了，从而取代了原来有initrd.img文件的根位置。

3、再回头看看内核中main.c中init函数，看看如何调用/sbin/init处理/etc/inittab文件

....

// 如果有"/init"这个文件就先运行它。

if (execute_command)

run_init_process(execute_command);

run_init_process("/sbin/init");

run_init_process("/etc/init");

run_init_process("/bin/init");

run_init_process("/bin/sh");

panic("No init found. Try passing init= option to kernel");

我们已经运行完run_init_process(execute_command);这里了，然后继续运行：

run_init_process("/sbin/init");

run_init_process("/etc/init");

run_init_process("/bin/init");

run_init_process("/bin/sh");

/sbin/init这个文件在SysVinit-2.85-34mgc.rpm这个包中，该程序的主要处理代码在文件：

sysvinit-2.85/src/init.c中，该文件主要查找和处理/etc/inittab文件，按照该文件的内容

依次做处理。

[root@wj-server1 initrd]# cat /etc/inittab

#

# inittab This file describes how the INIT process should set up

# the system in a certain run-level.

#

# Author: Miquel van Smoorenburg,

# Modified for RHS Linux by Marc Ewing and Donnie Barnes

#

# Default runlevel. The runlevels used by RHS are:

# 0 - halt (Do NOT set initdefault to this)

# 1 - Single user mode

# 2 - Multiuser, without NFS (The same as 3, if you do not have networking)

# 3 - Full multiuser mode

# 4 - unused

# 5 - X11

# 6 - reboot (Do NOT set initdefault to this)

#

id:5:initdefault: # /sbin/init 根据这里判断启动的级别

# System initialization.

si::sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit # /sbin/init 会最先运行这个系统配置文件

l0:0:wait:/etc/rc.d/rc 0 # /sbin/init 根据上面取得的级别运行相应

l1:1:wait:/etc/rc.d/rc 1 # 目录下的启动脚本

l2:2:wait:/etc/rc.d/rc 2

l3:3:wait:/etc/rc.d/rc 3

l4:4:wait:/etc/rc.d/rc 4

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

l6:6:wait:/etc/rc.d/rc 6

# Trap CTRL-ALT-DELETE

ca::ctrlaltdel:/sbin/shutdown -t3 -r now # 设置关机热键

# When our UPS tells us power has failed, assume we have a few minutes

# of power left. Schedule a shutdown for 2 minutes from now.

# This does, of course, assume you have powerd installed and your

# UPS connected and working correctly.

pf::powerfail:/sbin/shutdown -f -h +2 "Power Failure; System Shutting Down"

# If power was restored before the shutdown kicked in, cancel it.

pr:12345:powerokwait:/sbin/shutdown -c "Power Restored; Shutdown Cancelled"

# Run gettys in standard runlevels

1:2345:respawn:/sbin/mingetty tty1 # 建立6个登陆控制终端可以通过CTRL-ALT-F?

2:2345:respawn:/sbin/mingetty tty2 # 切换，'?'表示第几个登陆控制台，比如第1

3:2345:respawn:/sbin/mingetty tty3 # 个为F1，第2个为F2依次类推。F7为X11控制

4:2345:respawn:/sbin/mingetty tty4 # 台，后面就没有了，所以在X下可以很灵活

5:2345:respawn:/sbin/mingetty tty5 # 的切换到控制台下面操作。

6:2345:respawn:/sbin/mingetty tty6

# Run xdm in runlevel 5

x:5

通过内核中对/sbin/init的调用现在已经执行/etc/rc.d/rc.sysinit操作了。