Linux(openSUSE13.1) 从上电到提示符闪烁之过程简介

有时候需要了解系统启动的过程，在安装系统，自定义启动程序以及配置shell profile的时候比较有用。当然，了解这些过程，对于我们理解系统是如何工作的也是很有意义的。网上也有很多有用资料，不过有些文章太具体详细，有些只描述了某一子过程中的情况，有些描述的跟现在的有些差距。为此，加上自己的理解，稍稍汇总一下，写个简介，看起来方便，同时附上具体过程的一些链接，方便要深入的时候可以随时深入。因为现在用的系统是openSUSE13.1，所以就以此系统作为描述的对象，其实，大多数Linux系统都是差不多的，只是一些细小方面的区别。

1.BIOS

当计算机一开始被启动，或者重新启动时，处理器将从BIOS（Basic I/O System）开始执行。BIOS存储于主板上的闪存中，主要做什么用途呢？BIOS进行所谓的POST（Power On Self Test），然后依据设置的引导顺序从硬盘，U盘或CDROM中读入“引导块”。通常BIOS中设的引导顺序为硬盘在最前面，那么就把第一个硬盘的第0柱面，第0磁头的第1个扇区读入内存，然后跳到那里开始执行。这个扇区被叫做：MBR（Main Boot Record）。

2.MBR

MBR的大小为512字节。其中的446字节存放boot loader，接下来的64字节存放磁盘分区表信息，最后的两个字节为MBR的终止标志位，为0xAA55。在早期没有GRUB之类的引导程序前，操作系统直接由MBR的boot loader启动，但是因为它的存储区域有限，很难做复杂的启动控制，尤其在多操作系统的情况下。所以有了引导程序，现在用的比较多的是GRUB。因为boot loader存储区域的限制，GRUB只能把一小部分hook的程序放在这里，用来跳转到GRUB主要的程序。这部分hook的程序就叫做GRUB stage1。

（在装完Linux系统后再装Windows系统，启动的时候就会直接启动Windows，就是因为MBR在安装Windows的时候被重写了，只能引导Windows。在这种情况下，有种办法是从Windows启动的时候用Grub4dos命令行模式启动到Linux系统，然后重新安装GRUB stage1到MBR）

3.GRUB

如果有/boot分区，GRUB会被安装到此分区下，当然，这里的GRUB指GRUB stage2。GRUB从menu.list中读取配置显示到屏幕让用户选择，用户也可以通过命令行手动进行启动。一般来说有3个参数，root---用来指定哪个硬盘哪个分区，kernel---用来指定用哪个内核文件，initrd---用来指定用哪个初始化ram的img文件。有了这3个参数，就可以启动Linux系统了。

4.Kernel

内核映像文件vmlinuz：包含有linux内核（vmlinux）的静态链接的使用zlib压缩过的压缩文件。传统上，vmlinux被称为可引导的内核镜像。Kernel通过调用start_kernel，会调用一系列初始化函数来设置中断，执行进一步的内存配置，并加载初始 RAM 磁盘。然后，启动 init 函数，这是第一个用户空间进程（user-space process）。最后，启动空任务，现在调度器就可以接管控制权了（在调用 cpu_idle 之后）。通过启用中断，抢占式的调度器就可以周期性地接管控制权，从而提供多任务处理能力。

5.Init

init即是/sbin/init，为Linux系统第一个进程，进程号为1，是系统所有进程的起点。控制系统启动的脚本放在/etc/init.d里（有的Linux系统放在/etc/rc.d里，在Opensuse13.1中，/etc/rc.d为一指向/etc/init.d的链接）。这些脚本或直接或间接地被/sbin/init调用。/sbin/init的配置由/etc/inittab提供，/etc/inittab文件的每一行包括四个域（id:runlevels:action:process）。

/sbin/init调用/etc/init.d/boot（boot level master script）来初始化系统，比如文件系统检测，同时也调用/etc/init.d/boot.d中的硬件初始化脚本，然后调用/etc/init.d/boot.local，这个脚本用来执行用户自定义的一些命令。需要注意的是，这一文件执行时网络等设备都尚未就绪，使用时应小心。

在系统进入运行级前，/sbin/init还会运行一个用户可以自定义的脚本/etc/init.d/before.local（此时网络等设备也未就绪），然后/sbin/init将根据/etc/inittab中的配置跳转到默认的run level，调用/etc/init.d/rc（run level master script）来启动或停止一些服务。

为了控制一个运行级的服务，相应的脚本被链接到run level directories /etc/init.d/rc<X>.d中，其中<X>为0，1，2，3，4，5，6，S，代表运行级。在/etc/init.d/rc<X>.d中，有以S开头的start links和以K开头的stop links，start links将在系统进入一个运行级时被依次调用，stop links将在系统退出一个运行级时被依次调用。

/etc/sysconfig下的系统配置文件用于配置那些对应的服务。在Opensuse13.1中，这些系统配置文件可以被YaST改变，或者直接拿编辑器改变，不过就是用编辑器改变后，还得运行/sbin/SuSEconfig来使这些配置在系统中生效。

系统完成运行级的启动后，/sbin/init还会运行一个用户可以自定义的脚本/etc/init.d/after.local，对于多数用户自定义的启动程序来说，将其加到/etc/init.d/after.local中较为合适。比如上文中介绍的goagent，想开机自动启动的话，在/etc/init.d/after.local中加上命令即可。

6.TTY

运行级启动完后，将会返回到/sbin/init。这时基本系统环境已经设置好了，各种守护进程也已经启动了。/sbin/init接下来会打开终端tty，以便用户登录系统。

7.SHELL

用户登录系统后，根据/etc/passwd配置的默认shell，启动相应的shell。一般大多都是bash，这里也以bash为例描述下bash读取配置文件的过程。

/etc/profile --- ～/.inputrc（/etc/inputrc） --- /etc/profile.d/* --- /etc/profile.local --- ~/.bash_profile（~/.bash_login |～/.profile）

.bash_profile和.bash_login以及.profile只会执行其中一个。搜索顺序以 .bash_profile->.bash_login->.profile这样的顺序进行，如果有前者就不执行后者。

~/.bashrc用于子shell启动配置。

（对比介绍:

1./etc/profile和用户主目录下的配置文件

用户登陆到shell时，shell会执行一系列初始化动作，其中就包括读取配置文件，然后根据配置文件设置环境信息。这样用户就可以很方便地在环境中加入自定义信息，如设置环境变量。事实上，登陆shell会读两配置个文件，/etc/profile文件和用户主目录下的配置文件，这两个文件的区别是：

/etc/profile文件：为系统的每个用户设置环境信息，对所有用户的登陆shell都有效；

用户主目录下的配置文件：为当前用户设置环境信息，仅对当前用户的登陆shell有效；

2.用户主目录下有哪些配置文件

用户主目录下的配置文件有.profile, .login, .bash_profile, .bash_login。不同的登陆SHELL用不同的配置文件，具体为：

Bourne Shell (sh)：使用.profile文件；

Korn Shell (ksh)：兼容sh，也使用.profile文件；

C Shell (csh)：使用.login文件；

Bourne Again Shell（bash）：bash被设计成兼容sh，ksh，并有csh的特征, 所以会在用户的主目录下依次查找.bash_profile，.bash_login，.profile文件，并用找到的第一个作为自己的配置文件；

bash查找这些同义文件的好处是，如果曾经用过Bourne shell，你可以保留它，如果需要加入特定的bash命令，可以将它们放入.bash_profile中并在后面跟一条命令source .profile。登录时，所有特定的bash命令均被执行，然后bash将会调用.profile，执行其保留的命令。即使决定仍使用Bourne shell，也不必修改已存在的文件，类似的方法也可以用于.bash_login和C shell的.login，但由于这些shell基本语法的差异性，这不是一个好主意。

需要注意的是：经过编辑的.bash_profile文件，直到退出再次登录，该文件被重新读取后，.bash_profile中的内容才会生效。

2.Bash的其他几个配置文件

Bash的设计考虑的场景比较齐全，所以除了上面的几个配置文件外，还有如下几个配置文件：

~/.bash_logout文件：每次登录shell退出时文件.bash_logout被读取并执行，它提供了定制用户环境的功能，如删除帐号内的临时文件或记录登录系统所花的时间；

~/.bashrc文件：.bash_profile只被登录shell读取并执行，如果你在命令行上键入bash启动一个新的shell，这个新shell读取的是.bashrc而不是.bash_profile，将登录shell和运行一个子shell所需的配置文件分开可以获得非常灵的配置策略，从而满足不同的应用场景；

/etc/bashrc文件：和~/.bashrc的含义一样，只不过适用于所有的用户；

事实上，很多情况下某些配置文件是一样的，比如.bashrc和.bash_profile，这时只需要在一个配置文件中执行另外一个配置文件就可以了，例如source .bashrc，或 ..bashrc（匿名命令）。

）

到此为止，提示符开始闪烁。。。

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