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Linux開機程序內(nèi)幕

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作者: 時間:2007-05-18 來源: 收藏
由于操作系統(tǒng)正在變得越來越復雜,所以開機引導和關機下電的過程也越來越智能化。從簡單的DOS系統(tǒng)轉移到Windows NT系統(tǒng),人們已經(jīng)親身感受到了這些變化??這已不僅僅是核心操作系統(tǒng)的啟動引導和關閉了,還包括必須要同時啟動或者關閉相當數(shù)量的服務項目。類似于 Windows NT,Linux系統(tǒng)啟動過程需要打開的服務項目也是數(shù)量極大的。

這里,我們假設大家已經(jīng)熟悉其它操作系統(tǒng)的引導過程,了解硬件的自檢引導步驟,就只從Linux操作系統(tǒng)的引導加載程序(對個人電腦而言通常是LILO)開始,介紹Linux開機引導的步驟。

加載內(nèi)核

LILO啟動之后,如果你選擇了Linux作為準備引導的操作系統(tǒng),第一個被加載的東西就是內(nèi)核。請記住此時的計算機內(nèi)存中還不存在任何操作系統(tǒng),PC (因為它們天然的設計缺陷)也還沒有辦法存取機器上全部的內(nèi)存。因此,內(nèi)核就必須完整地加載到可用RAM的第一個兆字節(jié)之內(nèi)。為了實現(xiàn)這個目的,內(nèi)核是被壓縮了的。這個文件的頭部包含著必要的代碼,先設置CPU進入安全模式(以此解除內(nèi)存限制),再對內(nèi)核的剩余部分進行解壓縮。

執(zhí)行內(nèi)核

內(nèi)核在內(nèi)存中解壓縮之后,就可以開始運行了。此時的內(nèi)核只知道它本身內(nèi)建的各種功能,也就是說被編譯為模塊的內(nèi)核部分還不能使用。最基本的是,內(nèi)核必須有足夠的代碼設置自己的虛擬內(nèi)存子系統(tǒng)和根文件系統(tǒng)(通常就是ext2文件系統(tǒng))。一旦內(nèi)核啟動運行,對硬件的檢測就會決定需要對哪些設備驅(qū)動程序進行初始化。從這里開始,內(nèi)核就能夠掛裝根文件系統(tǒng)(這個過程類似于Windows識別并存取C盤的過程)。內(nèi)核掛裝了根文件系統(tǒng)之后,將啟動并運行一個叫做 init的程序。

注意:在這里我們故意略去了Linux內(nèi)核啟動的許多細節(jié),這些細節(jié)只有內(nèi)核開發(fā)人員才感興趣。如果你好奇的話,可以訪問http://www.redhat.com:8080地址處的 “Kernel Hackers Guide”。

init進程

init進程是非內(nèi)核進程中第一個被啟動運行的,因此它的進程編號PID的值總是1。init讀它的配置文件/etc/inittab,決定需要啟動的運行級別(Runlevel)。從根本上說,運行級別規(guī)定了整個系統(tǒng)的行為,每個級別(分別由0到6的整數(shù)表示)滿足特定的目的。如果定義了 initdefault級別,這個值就直接被選中,否則需要由用戶輸入一個代表運行級別的數(shù)值。

輸入代表運行級別的數(shù)字之后,init根據(jù)/etc/inittab文件中的定義執(zhí)行一個命令腳本程序。缺省的運行級別取決于安裝階段對登錄程序的選擇:是使用基于文本的,還是使用基于X-Window的登錄程序。


rc命令腳本程序


我們已經(jīng)知道,當運行級別發(fā)生改變時,將由/etc/inittab文件定義需要運行哪一個命令腳本程序。這些命令腳本程序負責啟動或者停止該運行級別特定的各種服務。由于需要管理的服務數(shù)量很多,因此需要使用rc命令腳本程序。其中,最主要的一個是/etc/rc.d/rc,它負責為每一個運行級別按照正確的順序調(diào)用相應的命令腳本程序。我們可以想象,這樣一個命令腳本程序很容易變得難以控制!為了防止這類事件的發(fā)生,需要使用精心設計的方案。

對每一個運行級別來說,在/etc/rc.d子目錄中都有一個對應的下級目錄。這些運行級別的下級子目錄的命名方法是rcX.d,其中的X就是代表運行級別的數(shù)字。比如說,運行級別3的全部命令腳本程序都保存在/etc/rc.d/rc3.d子目錄中。

在各個運行級別的子目錄中,都建立有到/etc/rc.d/init.d子目錄中命令腳本程序的符號鏈接,但是,這些符號鏈接并不使用命令腳本程序在 /etc/rc.d/init.d子目錄中原來的名字。如果命令腳本程序是用來啟動一個服務的,其符號鏈接的名字就以字母S打頭;如果命令腳本程序是用來關閉一個服務的,其符號鏈接的名字就以字母K打頭。

許多情況下,這些命令腳本程序的執(zhí)行順序都很重要。如果沒有先配置網(wǎng)絡接口,就沒有辦法使用DNS服務解析主機名!為了安排它們的執(zhí)行順序,在字母S或者 K的后面緊跟著一個兩位數(shù)字,數(shù)值小的在數(shù)值大的前面執(zhí)行。比如:/etc/rc.d/rc3.d/S50inet就會在 /etc/rc.d/rc3.d/S55named之前執(zhí)行(S50inet配置網(wǎng)絡設置,S55named啟動DNS服務器)。

存放在/etc/rc.d/init.d子目錄中的、被符號鏈接上的命令腳本程序是真正的實干家,是它們完成了啟動或者停止各種服務的操作過程。當 /etc/rc.d/rc運行通過每個特定的運行級別子目錄的時候,它會根據(jù)數(shù)字的順序依次調(diào)用各個命令腳本程序執(zhí)行。它先運行以字母K打頭的命令腳本程序,然后再運行以字母S打頭的命令腳本程序。對以字母K打頭的命令腳本程序來說,會傳遞Stop參數(shù);類似地對以字母S打頭的命令腳本程序來說,會傳遞 Start參數(shù)。

編寫自己的rc命令腳本


在維護Linux系統(tǒng)運轉的日子里,肯定會遇到需要系統(tǒng)管理員對開機或者關機命令腳本進行修改的情況。有兩種方法可以用來實現(xiàn)修改的目的:

● 如果所做的修改只在引導開機的時候起作用,并且改動不大的話,可以考慮簡單地編輯一下/etc/rc.d/rc.local腳本。這個命令腳本程序是在引導過程的最后一步被執(zhí)行的。

● 如果所做的修改比較細致,或者還要求關閉進程使之明確地停止運行,則需要在/etc/rc.d/init.d子目錄中添加一個命令腳本程序。這個命令腳本程序必須可以接受Start和Stop參數(shù)并完成相應的操作。

第一種方法,編輯/etc/rc.d/rc.local腳本,當然是兩種方法中比較簡單的。如果想在這個命令腳本程序中添加內(nèi)容,只需要使用喜歡的編輯器程序打開它,再把打算執(zhí)行的命令附加到文件的末尾就可以了。這對一兩行的修改來說的確很便利。

如果確實需要使用一個命令腳本程序,這時必須選擇第二個方法。編寫一個rc命令腳本程序的過程并不像想象中那么困難。我們下面就給出一個例子,看看它是怎樣實現(xiàn)的(順便說一句,你可以把我們的例子當作范本,按照自己的需要進行修改和添加)。

假設你打算每隔60分鐘調(diào)用一個特殊的程序來彈出一條消息,提醒自己需要從鍵盤前面離開休息一會兒,命令腳本程序?qū)ㄏ旅鎺讉€部分:

● 關于這個命令腳本程序功能的說明(這樣就不會在一年之后忘記它);

● 在試圖運行它之前驗證這個命令腳本程序確實存在;

● 接受start和stop參數(shù)并執(zhí)行要求的動作。

參數(shù)給定后,我們就可以編寫命令的腳本程序。這個程序很簡單,大家可以自己編寫一下,我在這里就不給出了。

編寫好新的命令腳本程序之后,再從相關的運行級別子目錄中加上必要的符號鏈接,來控制這個命令腳本程序的啟動或者停止。在我的印象中,只想讓它在運行級別 3或者運行級別5中啟動,原因是我認為只有這兩個運行級別才是日常工作的地方。最后,希望這個命令腳本程序在進入運行級別6(重啟動)的時候被關閉。


激活或者禁止服務項目


有的時候會發(fā)現(xiàn),在引導的時候并不需要某個特定的服務被啟動。如果你正在考慮使用Linux替換Windows NT的文件和打印服務器,就更是如此。

我們已經(jīng)知道,在特定的運行級別子目錄中給符號鏈接改個名稱,就可以讓該服務不被啟動,如把其名稱的第一個字母由S改為K。一旦熟練掌握了命令行和符號鏈接,就會發(fā)現(xiàn)這是激活或者禁止服務的最快辦法。

在學習這個改名方法的時候,可能會覺得圖形化的操作界面ksysv比較容易掌握。雖然它原來是設計使用在KDE環(huán)境里的,但在Red Hat Linux 7.2下缺省安裝的GNOME環(huán)境里也運行得很好。如果想啟動它,只需簡單地打開一個xterm窗口,并輸入ksysv命令就可以了。屏幕上會出現(xiàn)一個窗口,其中列出了能夠修改的全部參數(shù),需要時還包括在線幫助。

警告:如果是在一個現(xiàn)實中的系統(tǒng)上學習本文的知識,要多多運用常識。當試著對啟動腳本程序進行修改的時候,要記住所做的修改可能會造成你的系統(tǒng)不能正常工作,而且無法采用重啟動的方法恢復。不要在正常運轉的系統(tǒng)上實驗新的設置,對你準備修改的文件要全部進行備份。最重要的是,在手邊要準備一張引導盤以防不測。
linux操作系統(tǒng)文章專題:linux操作系統(tǒng)詳解(linux不再難懂)


關鍵詞: linux

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