<b>linux系统启动历程的详解</b>[Linux安全]

机械加电启动后,BIOS开始检测系统参数,如内存的大小,日期和时间,磁盘设备以及这些磁盘设备用来指导的次序,普通情形下,BIOS都是被配置成首先查抄软驱大概光驱(或二者都查抄),然后再尝试从硬盘指导.假如在这些可移动的设备中,没有找到可指导的介质,那么BIOS普通是转向第一块硬盘最初的几个扇区,探求用于装载操作系统的指令.装载操作系统的这个程序就是boot loader.

linux里面的boot loader普通是lilo大概grub,从Red Hat Linux 7.2起,GRUB(GRand Unified Bootloader)代替LILO成为了默许的启动装载程序.那么启动的时刻grub是若何被载入的呢?

grub有几个重要的文件,stage1,stage2,有的时刻需求stage1.5.这些文件普通都在/boot/grub文件夹下面.grub被载入普通包含以下几个步骤:

1. 装载基本的指导装载程序(stage1),stage1很小,网上说是512字节,但是在我的系统上用 du -b /boot/grub/stage1 显示的是1024个字节,不知道是不是grub版本差别的来由还是我理解有误.stage1普通位于主指导扇区里面,关于硬盘就是MBR了,stage1的主要功效就是装载第二指导程序(stage2).这主如果归结于在主指导扇区中没有充足的空间用于其他东西了,我用的是grub 0.93,stage2文件的大小是 107520 bit.

2. 装载第二指导装载程序(stage2),这第二指导装载程序实际上是引出更高级的功效,以答应用户装载入一个特定的操作系统.在GRUB中,这步是让用户显示一个菜单或是输入号令.由于stage2很大,所以它普通位于文件系统之中(普通是boot所在的根分区).

上面还提到了stage1.5这个文件,它的作用是什么呢? 你到/boot/grub目录下看看,fat_stage_1.5 e2fs_stage_1.5 xfs_stage_1.5等等,很简单猜想stage1.5和文件系统有关系.有时刻基本指导装载程序(stage1)不能辨认stage2所在的文件系统分区,那么这时刻就需求stage1.5来衔接stage1和stage2了.因此关于差别的文件系统就会有差别的stage1.5.但是关于grub 0.93仿佛stage1.5并非很重要,因为我试过了,在没有stage1.5的情形下, 我把stage1安装在软盘的指导扇区内,然后把stage2放在格局化成ext2大概fat格局的软盘内,启动的时刻照常指导,并不需求e2fs_stage_1.5大概fat_stage_1.5.

下面是我的试验:

#mkfs.ext2 /dev/fd0

#mount -t ext2 /dev/fd0 /mnt/floppy

#cd /mnt/floppy

#mkdir boot

#cd boot

#mkdir grub (以上三步可用mkdir -p boot/grub号令完成)

#cd grub

#cp /boot/grub/{stage1,stage2,grub.conf} ./

#cd; umount /mnt/floppy

以上几步把软盘格局化成ext2格局,然后把stage1,stage2,grub.conf这几个启动的

时刻必须的文件拷贝到软盘的指定目录下.下面安装grub到软盘上.

#grub (进入grub环境)

grub> install (fd0)/boot/grub/stage1 (fd0) (fd0)/boot/grub/stage2

p (fd0)/boot/grub/grub.conf

以上这条号令也可以用下面的两句替换

grub>root (fd0) #grub的根目录所在的分区

grub>setup (fd0) #这一步就相当于上面的install号令

我在这里注释一下

install (fd0)/boot/grub/stage1 (fd0) (fd0)/boot/grub/stage2 p

(fd0)/boot/grub/grub.conf 这条号令.

install

奉告GRUB将(fd0)/boot/grub/grub/stage1

安装到软驱的指导扇区(fd0).

(fd0)/boot/grub/stage2

奉告grub stage2这个文件所在的位置.

p 参数背面随着(fd0)/boot/grub/grub.conf 奉告grub的配置文件所在的位置.

好了,让BIOS从软驱启动,试一下,没有e2fs_stage_1.5文件照样可以进入系统.

其实这就是一个小小的启动盘啊.(理解了grub的运行原理,就简单多了^_^)

3. 目前我们已经到grub的开机选单这一步了,接下来grub所需求做的就是装载在一个特定分区上的操作系统,如linux内核.一旦GRUB从它的号令行大概配置文件中,接到开始操作系统的精确指令,它就探求必要的指导文件,然后把机械的掌握权移交给操作系统.

由于篇幅有限,避免冗长,grub的号令我就不多说了,网上很有多的资料,一个典型完好的指导linux的号令以下:

title 51base

root(hd0,0)

kernel /bzImage ro root=/dev/ram0

initrd /initrd.img

这里有必要注意一下几个问题:

(1)grub的磁盘以及分区的命名方法和linux有所辨别,第一个磁盘是从0开始,第一个分区也是从0开始.比方第一个硬盘的第5分区在linux下面是/dev/hda5 ,而在grub里面是(hd0,4).再如/dev/fd0在grub里面是(fd0,0).(最后一句若有错误望提醒)

(2)不管是IDE硬盘hda,hdb还是SCSI硬盘sda,sdb在grub里面都是以hd方法命名.

比方虚拟机里面的/dev/sda2在grub里面是(hd0,1),再如/dev/hdb7在grub里面以(hd1,6)命名.

(3)要搞清楚上面两个root的关系,root (hd0,0)中的root是grub号令,它用来指定boot所在的分区作为grub的根目录.而root=/dev/ram0是kernel的参数,它奉告操作系统内核加载完毕之后,真实的文件系统所在的设备.要注意grub的根目录和文件系统的根目录的辨别.

再回到上面的几行号令.

kernel号令用来指定内核所在的位置,"/"代表(hd0,0),也就是grub的根目录

initrd号令用来指定初始化ram的img文件所在位置.

grub载入内核bzImage并展开到指定位置(应当是0x100000这个地方),同时载入initrd.img到内存(不知道是什么地方).

ps:

grub的任务至此就完毕了,下面grub将机械的掌握权转交给操作系统(linux).

操作系统接到掌握权之后,开始start_kernel,接着内核将initrd.img展开到/dev/ram0为暂时根文件系统,履行里面的linuxrc文件.

P.这里有必要说一下initrd的作用分外是它里面的核心文件linuxrc的作用.

initrd是inital ram disk的宿写.

当存在initrd的时刻,机械启动的历程大约是以下几个步骤(当initrd这一行用noinitrd 号令替换后,就不存在initrd了)

1)boot loader(grub)加载内核和initrd.img

2)内核将紧缩的initrd.img解压成正常的ram disk并且释放initrd所占的内存空间

3)initrd作为根目录以读写方法被挂载

4)initrd里面的文件linuxrc被履行

5)linuxrc挂载新的文件系统

6)linuxrc利用pivot_root系统调用指定新的根目录并将现有的根目录place到指定位置.

7)在新的文件系统下正式init

8)initrd被卸载.

为了便于理解,我将red hat linnux9 里面的initrd-2.4.20-8.img拿出来解析一下.

这其实是一个紧缩了的文件,是以gz末尾的.

[root@localhost root]#cp /boot/initrd-2.4.20-8.img /mnt/initrd-2.4.20-8.gz

[root@localhost root]#gunzip /mnt/initrd-2.4.20-8.gz

[root@localhost root]#mount -o loop /mnt/initrd-2.4.20-8 /mnt/ram

[root@localhost root]#cd /mnt/ram

[root@localhost ram]#ls

bin dev etc lib linuxrc loopfs proc sbin sysroot

[root@localhost ram]#ls bin

insmod modprobe nash

[root@localhost ram]#ls lib

Buslogic.o ext3.o jbd.o scsi_mod.o sd_mod.o

[root@localhost ram]ls dev

console null ram systty tty1 tty2 tty3 tty4

sbin目录是指向bin目录的一个衔接,其他目录是空的.

[root@localhost ram]cat linuxrc

#!/bin/nash

1.echo "Loading scsi_mod.o module"

2.insmod /lib/scsi_mod.o

3.echo "Loading sd_mod.o module"

4.insmod /lib/sd_mod.o

5.echo "Loading BusLogic.o module"

6.insmod /lib/BusLogic.o

7.echo "Loading jbd.o module"

8.insmod /lib/jbd.o

9.echo "Loading ext3.o module"

10.insmod /lib/ext3.o

11.echo Mounting /proc filesystem

12.mount -t proc /proc /proc

13.echo Creating block devices

14.mkdevices /dev

15.echo Creating root device

16.mkrootdev /dev/root

17.echo 0x0100 > /proc/sys/kernel/real-root-dev

18.echo Mounting root filesystem

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

20.pivot_root /sysroot /sysroot/initrd

21.umount /initrd/proc

上面的编号是我为了下面好阐明加上去的.

首先我们必须注意的是这里利用的shell是nash而不是bash,nash是专门为linuxrc可履行脚本计划的,因此你有必要看一看nash的man文档.

1-10行是加载一些必要的模快.11-12行加载proc内核文件系统,13-14行操纵nash内建的号令mkdevices成立块设备,mkdevices是按照/proc/partitions文件成立里面列出的全部块设备.15-16行操纵nash内建的号令mkrootdev,mkrootdev使它背面的参数/dev/root成为一个块节点从而使得根分区设备被挂载,此中根分区设备由grub.conf里面的kernel号令背面所带的参数root=决意,假如root=参数没有被指定,/proc/sys/kernel/real-root-

dev文件将供应根分区设备号.17行将数字256写入到背面的文件里面去.18-19行挂载根文件系统到/sysroot目录下,/dev/root里面的内容就是root=参数所指定的设备里面的内容20行调用pivot_root改变根目录所在地并place旧的根目录到指定的位置.21行卸载旧的根目录里面的proc内核文件系统.

从这里面我们总结一下linuxrc的作用: (参考/usr/src/linux-2.4/Documentation/initrd.txt文档)

2)/linuxrc文件决意在挂载真正的文件系统之前所需完成的事情(比方加载必要的网络驱动大概加载ext3文件系统).

3)/linuxrc加载必要的模块.

4)/linuxrc挂载根文件系统

5)/linuxrc调用pivot_root来改变根目录

关于initrd的用处可以查考上面提到的文档,想知道linux系统是若何安装的吗?那边面由答案.

既然linuxrc的主要目的是加载模快用的,那假如我们的内核没有动态的模块而所需的功效都是静态编译进内核的,那么是不是可以不用linuxrc文件呢?

答案是可以不用,在普通的linux操作系统里面可以加入noinitrd选项以奉告boot loader 不利用initrd.假如我们做网关,因为ram是我们的文件系统的载体,所以initrd一行当然不能去掉,但是我们可以不用linuxrc文件,sysroot文件夹和initrd文件夹.

不信的话,试试看吧.

好了,initrd(linuxrc)已经介绍完了.

linuxrc履行完毕之后,系统就会以真正的根目录正式init.

系统在/bin/大概/sbin目录下找到init程式,然后按照它的配置文件/etc/fstab举行初始化,最后调用mingetty程式启动login完成指导.

ps:init这一部份网上有很多的具体资料所以我在这里并没有展开来说.

终于写完了,但愿对你有所帮忙.若有错误,还望指正. 　　以上是“<b>linux系统启动历程的详解</b>[Linux安全]”的内容，如果你对以上该文章内容感兴趣，你可以看看七道奇为您推荐以下文章：