启动信息与RCd.docx
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启动信息与RCd
Linux启动信息解析
组名：
CloudWalker
组长：
郑祥云
组员：
郑祥云，徐绩，王新华
日期：
2010-7-24
目录
Linux启动信息解析1
目录2
1.项目需求分析3
1.1项目背景：
3
1.2时间：
3
1.3项目要求分析：
3
2．Linux启动过程4
2.1Linux下各个目录的作用4
2.2Linux启动过程4
2.2.1Linux的引导过程5
2.2.2运行级别（runlevel）5
2.2.3/etc/rc.d/与/etc/rc.d/init.d的关系5
3./init/main.c中init（）函数7
4.启动信息10
1.项目需求分析
1.1项目背景：
在学习操作系统中，操作系统的如何启动是一个难点，本文基于Linux开源操作系统，分析了从BIOS加载BOOTLOAD，操作系统接管CPU后，init（）函数所做的事情以及如何初始化系统的各种服务以及SHELL。
1.2时间：
开始时间：
2010-7-25结束时间：
2010-7-25
1.3项目要求分析：
1）介绍Linux启动所需的目录。
2）Linux启动过程。
3）/etc/rc.d/与/etc/rc.d/init.d的关系。
4）分析init/main.c代码中init（）函数。
2．Linux启动过程
2.1Linux启动所需的目录
init.d/:
各种服务器和程序的二进制文件存放目录。
rcx.d/:
各个启动级别的执行程序连接目录。
里头的东西都是指向init.d/的一些软连接。
还有三个脚本:
rc.sysinit,rc,rc.local。
/etc/rc.d/init.d/目录下的脚本就类似与windows中的注册表，在系统启动的时候某些指定脚本将被执行。
在Redhat中，/etc/rc.d/rc.sysinit主要做在各个运行模式中相同的初始化工作，包括：
i.调入keymap以及系统字体
ii.启动swapping
iii.设置主机名
iv.设置NIS域名
v.检查（fsck）并mount文件系统
vi.打开quota
vii.装载声卡模块
viii.设置系统时钟
ix.等等。
2.2Linux启动过程
redhat的启动方式和执行次序是：
i.加载内核
ii.执行init程序
iii./etc/rc.d/rc.sysinit#由init执行的第一个脚本
iv./etc/rc.d/rc$RUNLEVEL#$RUNLEVEL为缺省的运行模式
v./etc/rc.d/rc.local
vi./sbin/mingetty#等待用户登录
init在等待/etc/rc.d/rc执行完毕之后（因为在/etc/inittab中/etc/rc.d/rc的action是wait），将在指定的各个虚拟终端上运行/sbin/mingetty，等待用户的登录。
至此，Linux的启动结束。
2.2.1Linux的引导过程
系统启动之后，在进入init.d之前，我们先来看看系统都做了什么工作.
我们从比较高的角度去看开始引导的整个过程，比较清晰明了。
系统加电之后，首先进行的硬件自检，然后是bootloader对系统的初始化，加载内核。
内核被加载到内存中之后，就开始执行了。
一旦内核启动运行，对硬件的检测就会决定需要对哪些设备驱动程序进行初始化。
从这里开始，内核就能够挂装根文件系统（这个过程类似于Windows识别并存取C盘的过程）。
内核挂装了根文件系统，并已初始化所有的设备驱动程序和数据结构等之后，就通过启动一个叫init的用户级程序，完成引导进程。
2.2.2运行级别（runlevel）
init进程是系统启动之后的第一个用户进程，所以它的pid（进程编号）始终为1。
init进程上来首先做的事是去读取/etc/目录下inittab文件中initdefaultid值，这个值称为运行级别（run-level）。
它决定了系统启动之后运行于什么级别。
运行级别决定了系统启动的绝大部分行为和目的。
这个级别从0到6，具有不同的功能。
不同的运行级定义如下：
#0-停机（千万别把initdefault设置为0，否则系统永远无法启动）
#1-单用户模式
#2-多用户，没有NFS
#3-完全多用户模式（标准的运行级）
#4–系统保留的
#5-X11（xwindow）
#6-重新启动（千万不要把initdefault设置为6，否则将一直在重启）
2.2.3/etc/rc.d/与/etc/rc.d/init.d的关系
写到这里，应该差不多要进入init.d了，可是我觉得单写/etc/rc.d/init.d的话不一定能说得清楚明白，就拿它跟/etc/rc.d这个它上一级的目录一起来讨论，可能比较合适一些，因为他们之间有着千丝万缕的关系。
在这里先解释一下init.d里面放的都是什么东西。
这个目录存放的是一些脚本，一般是linux以rpm包安装时设定的一些服务的启动脚本。
系统在安装时装了好多rpm包，这里面就有很多对应的脚本。
执行这些脚本可以用来启动，停止，重启这些服务。
前面说到，/etc/rc.d/init.d这个目录下的脚本就类似与windows中的注册表，在系统启动的时候执行。
程序运行到这里（init进程读取了运行级别），相信从命名的角度大家也能猜到该运行/etc/rc.d/init.d里面的脚本了，不然它为什么也叫init（.d）呢是吧。
没错，是该运行init.d里的脚本了，但是并不是直接运行，而是有选择的因为系统并不需要启动所有的服务。
那么，系统是如何选择哪些需要启动哪些不要呢？
这时刚才说的运行级别就起作用了。
在决定了系统启动的runlevel之后，/etc/rc.d/rc这个脚本先执行。
在RH9和FC7的源码中它都是一上来就check_runlevel（）（虽然实现的代码不一样，也大同小异），知道了运行级别之后，对于每一个运行级别，在rc.d下都有一个子目录分别是rc0.d，rc1.d…..rc6.d。
每个目录下都是到init.d目录的一部分脚本一些链接。
每个级别要执行哪些服务就在相对应的目录下，比如级别5要启动的服务就都放在rc5.d下，但是放在这个rc5.d下的都是一些链接文件，链接到init.d中相对应的文件，真正运行的是init.d里的脚本。
到这里，估计大家可能都比较清楚了，我开始也以为是这样的。
可是后来我仔细看过和比较这些链接文件和init.d里真正被执行的脚本的文件名之后，一直有几个问题没弄明白。
借着写这个文章的机会，我做了一些功课，总算是大概解开了那些疑惑。
1、这些链接文件前面为什么会带一个Kxx或者Sxx呢？
是这样的，带K的表示停止（Kill）一个服务，S表示开启（Start）的意思，凡是以Kxx开头的，都以stop为参数来调用；凡是以Sxx开头的，都以start为参数来调用。
调用的顺序按xx从小到大来执行。
例如，假设缺省的运行模式是3，/etc/rc.d/rc就会按上述方式调用/etc/rc.d/rc3.d/下的脚本。
2、K和S后面带的数字呢？
干什么用的
这个我开始的时候还以为是排列起来好看或者数数用呢。
后来发现不是的。
它的作用是用来排序，就是决定这些脚本执行的顺序，数值小的先执行，数值大的后执行。
很多时候这些执行顺序是很重要的，比如要启动Apache服务，就必须先配置网络接口，不然一个没有IP的机子来启动http服务那岂不是很搞笑。
。
。
3、无意中我发现同一个服务带S的和带K的链接到init.d之后是同一个脚本。
我就纳闷了，为什么会是执行同一个脚本呢？
这个时候真是S和K的妙用了，原来S和K并不止是用来看起来分的清楚而已。
S给和K还分别给init.d下面的脚本传递了start和stop的参数。
哦，是这样的（焕然大悟的样子,呵呵）！
这时我才想起来原来曾经无数用过的/etc/rc.d/init.d/networkrestart命令。
原来传S时相当于执行了/etc/rc.d/init.d/xxxstart这条命令，当然K就相当于/etc/rc.d/init.d/xxxstop了.
3./init/main.c中init（）函数
init（）函数的功能可分为4个部分：
①安装根文件系统；②显示系统信息；②运行系统初始资源配置文件rc中的命令；④执行用户登录shell程序。
代码首先调用系统调用setup（），用来收集硬盘设备分区表信息并安装根文件系统。
在安装根文件系统之前，系统会先判断是否需要先建立虚拟盘．若编译内核时设置了虚拟盘的人小，并在前面内核初始化过程中已经开辟了一块内存用作虛拟盘，则内核就会首先尝试把根文件系统加载到内存的虚拟盘区中．
然后init（）打开一个终端设备tty0，并复制其文件描述符以产生标准输入stdin、标准输出stdout和错误输出stderr设备。
内核随后利用这些描述符在终端上显示一些系统信息，例如高速缓冲区中缓冲块总数、主内存区空闲内存总字节数等。
接着init（）又新建了一个进程（进程2），并在其中为建立用户交互使用环境而执行一些初始配置操作，即在用户可以使用shell命令行环境之前，内核调用/bin/sh程序运行了配置文件/etc/rc中设置的命令。
rc文件的作用与DOS系统根目录上的AUTOEXEC.BAT文件类似。
这段代码首先通过关闭文件描述符0，并立刻打开文件/etc/rc，从而把标准输入stdin定向到/etc/rc文件上。
这样，所有的标准输入数据都将从该文件中读取。
然后内核以非交互形式执行/bin/sh，从而实现执行/etc/rc文件中的命令。
当该文件中的命令执行完毕后，/bin/sh就会立刻退出。
因此进程2也就随之结束。
init（）函数的最后一部份用于在新建进程中为用户建立一个新的会话，并运行用户登录shell程序/bin.sh．在系统执行进程2中的程序时，父进程（init进程）一直等待着它的结束。
随着进程2的退出，父进程就进入到一个无限循环中。
在该循环中，父进程会再次生成一个新进程，然后在该进程中创建一个新的会话。
并以登录shell方式再次执行程序/bin/sh，以创建用户交互shell环境。
然后父进程继续等待该于进程。
登录shell虽然与前而的非交互式shell是同一个程序/bin/sh，但是所使用的命令行参数（argv[]）不同。
登录shell的第0个命令行参数的第1个字符一定是一个减号'-'。
这个特定的标志会在/bin/sh执行时通知它这不是一次普通的运行，而是作为登录shell运行/bin/sh的。
从这时开始，用户就可以正常使用Linux命令行环境了，而父进程随之又进入等待状态．此后若用户在命令行上执行了exit或logout命令，那么在显示一条当前登录shell退出的信息后，系统就会在这个无限循环中再次重复以上创建登录shell进程的过程。
以下是init/main.c中的关于init（）函数的源代码：
voidinit（void）
{
intpid,i;
setup（（void*）&drive_info）;
sprintf（term,"TERM=con%dx%d",ORIG_VIDEO_COLS,ORIG_VIDEO_LINES）;
（void）open（"/dev/tty1",O_RDWR,0）;
（void）dup（0）;
（void）dup（0）;
execve（"/etc/init",argv_init,envp_init）;
execve（"/bin/init",argv_init,envp_init）;
execve（"/sbin/init",argv_init,envp_init）;
/*ifthisfails,fallthroughtooriginalstuff*/
if（!
（pid=fork（）））{
close（0）;
if（open（"/etc/rc",O_RDONLY,0））
_exit
（1）;
execve（"/bin/sh",argv_rc,envp_rc）;
_exit
（2）;
}
if（pid>0）
while（pid!
=wait（&i））
/*nothing*/;
while
（1）{
if（（pid=fork（））<0）{
printf（"Forkfailedininit\n\r"）;
continue;
}
if（!
pid）{
close（0）;close
（1）;close
（2）;
setsid（）;
（void）open（"/dev/tty1",O_RDWR,0）;
（void）dup（0）;
（void）dup（0）;
_exit（execve（"/bin/sh",argv,envp））;
}
while
（1）
if（pid==wait（&i））
break;
printf（"\n\rchild%ddiedwithcode%04x\n\r",pid,i）;
sync（）;
}
_exit（0）;
}
4.启动信息
[0.000000]Initializingcgroupsubsyscpuset
[0.000000]Initializingcgroupsubsyscpu
[0.000000]Linuxversion2.6.32-22-generic（buildd@palmer）（gccversion4.4.3（Ubuntu4.4.3-4ubuntu5））#36-UbuntuSMPThuJun322:
02:
19UTC2010（Ubuntu2.6.32-22.36-generic2.6.32.11+drm33.2）
[0.000000]KERNELsupportedcpus:
[0.000000]IntelGenuineIntel
[0.000000]AMDAuthenticAMD
[0.000000]NSCGeodebyNSC
[0.000000]CyrixCyrixInstead
[0.000000]CentaurCentaurHauls
[0.000000]TransmetaGenuineTMx86
[0.000000]TransmetaTransmetaCPU
[0.000000]UMCUMCUMCUMC
[0.000000]BIOS-providedphysicalRAMmap:
[0.000000]BIOS-e820:
0000000000000000-000000000009f800（usable）
[0.000000]BIOS-e820:
000000000009f800-00000000000a0000（reserved）
[0.000000]BIOS-e820:
00000000000ca000-00000000000cc000（reserved）
[0.000000]BIOS-e820:
00000000000dc000-00000000000e4000（reserved）
[0.000000]BIOS-e820:
00000000000e8000-0000000000100000（reserved）
[0.000000]BIOS-e820:
0000000000100000-000000003fef0000（usable）
[0.000000]BIOS-e820:
000000003fef0000-000000003feff000（ACPIdata）
[0.000000]BIOS-e820:
000000003feff000-000000003ff00000（ACPINVS）
[0.000000]BIOS-e820:
000000003ff00000-0000000040000000（usable）
[0.000000]BIOS-e820:
00000000e0000000-00000000f0000000（reserved）
[0.000000]BIOS-e820:
00000000fec00000-00000000fec10000（reserved）
[0.000000]BIOS-e820:
00000000fee00000-00000000fee01000（reserved）
[0.000000]BIOS-e820:
00000000fffe0000-0000000100000000（reserved）
[0.000000]DMIpresent.
[0.000000]PhoenixBIOSdetected:
BIOSmaycorruptlowRAM,workingaroundit.
[0.000000]e820updaterange:
0000000000000000-0000000000010000（usable）==>（reserved）
[0.000000]last_pfn=0x40000max_arch_pfn=0x100000
[0.000000]MTRRdefaulttype:
uncachable
[0.000000]MTRRfixedrangesenabled:
[0.000000]00000-9FFFFwrite-back
[0.000000]A0000-BFFFFuncachable
[0.000000]C0000-CBFFFwrite-protect
[0.000000]CC000-EFFFFuncachable
[0.000000]F0000-FFFFFwrite-protect
[0.000000]MTRRvariablerangesenabled:
[0.000000]0base0000000000mask00C0000000write-back
[0.000000]1disabled
[0.000000]2disabled
[0.000000]3disabled
[0.000000]4disabled
[0.000000]5disabled
[0.000000]6disabled
[0.000000]7disabled
[0.000000]PATnotsupportedbyCPU.
[0.000000]------------[cuthere]------------
[0.000000]WARNING:
at/build/buildd/linux-2.6.32/arch/x86/kernel/cpu/mtrr/generic.c:
467generic_get_mtrr+0xeb/0x100（）
[0.000000]Hardwarename:
VMwareVirtualPlatform
[0.000000]mtrr:
yourBIOShassetupanincorrectmask,fixingitup.
[0.000000]Moduleslinkedin:
[0.000000]Pid:
0,comm:
swapperNottainted2.6.32-22-generic#36-Ubuntu
[0.000000]CallTrace:
[0.000000][]warn_slowpath_common+0x72/0xa0
[0.000000][]?
generic_get_mtrr+0xeb/0x100
[0.000000][]?
generic_get_mtrr+0xeb/0x100
[0.000000][]warn_slowpath_fmt+0x2b/0x30
[0.000000][]generic_get_mtrr+0xeb/0x100
[0.000000][]mtrr_trim_uncached_memory+0x76/0x32e
[0.000000][]?
native_write_cr4+0x8/0x10
[0.000000][]?
get_mtrr_state+0x102/0x10a
[0.000000][]?
mtrr_bp_init+0x253/0x271
[0.000000][]setup_arch+0x41e/0x69f
[0.000000][]?
printk+0x1d/0x23
[0.000000][]?
default_spin_lock_flags+0x9/0x10
[0.000000][]start_kernel+0xc3/0x357
[0.000000][]i386_start_kernel+0xaa/0xb1
[0.000000]---[endtracea7919e7f17c0a725]---
[0.000000]Scanning0areasforlowmemorycorruption
[0.000000]modifiedphysicalRAMmap:
[0.000000]modified:
0000000000000000-0000000000010000（reserved）
[0.000000]modified:
0000000000010000-000000000009f800（usable）
[0.000000]modified:
000000000009f800-00000000000a0000（reserved）
[0.000000]modified:
00000000000ca000-00000000000cc000（reserved）
[0.000000]modified:
00000000000dc000-00000000000e4000（reserved）
[0.000000]modified:
00000000000e8000-0000000000100000（reserved）
[0.000000]modified:
0000000000100000-000000003fef0000（usable）
[0.000000]modified:
000000003fef00
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