Linux: Startup Analysis I -- Overall intro

Linux startup process: 

1> POST 加电自检

     1) CMOS      -> 是指固化在主板上的程序，可以设定系统启动的首选项是通过光盘还是硬盘等启动。

     2) BIOS         -> 是指用来管理CMOS选项的包含GUI界面的一段管理控制程序，同样也是固化在主板上的。

     3) POST        -> Power On System Test. 固件的作用就是用来POST。

     在这个阶段会进行加电自检，固件会在硬件层面上检测所有硬件是否是正常的。如是否所有连接线已经插好，是否有损坏的电路芯片单元等。

     常用的固件设置有：

     1) 安全设置：可以为CMOS/BIOS设置密码，使得其他人无法更改启动选项。

     2) 可引导介质列表：可以用硬盘，光盘，USB等作为启动介质。

     3) 可引导介质搜索顺序：可以为启动介质设置首选项，此选项等。

     4) 电源管理：可以设置电源模式等

     5) 启动细节显示

     注意一下Linux的硬件时钟和软件时钟最好同步。

     所以在Linux系统中如果更改了硬件，例如增加了一块硬盘或者网卡，第一个步骤应该是在CMOS/BIOS中查找一下硬件是否被固件识别。

     如果在固件里边都检测不到新添加的硬件，那么就没有必要进入系统里边进行设置了，因为系统里边是看不到这些硬件的。

 

2> GRUB BootLoader

      固件在加电自检没有问题的情况下，会首先去读取MBR文件。

      MBR -- Master Boot Record(主引导记录) 位于硬盘的零柱面零磁头一扇区

在WINDOWS里边NT内核而ntldr是它的BootLoader

在Linux里边GRUB则是其BootLoader。BootLoader位于 /etc/grub.conf中，这是一个链接文件，真正位置是在/boot/grub...里

自举程序(BootLoader)的作用就是载入操作系统内核。

如上则是一段grub.conf的记录，高亮地方是Linux内核的位置。而Linux内核是一个可执行文件，需要在启动的时候进行执行。而内核的文件存放于磁盘中则是以压缩文件的方式存放的。linuz，以Z来标记。所以在启动的时候首先需要解压文件，然后运行内核程序。

关于内核的版本main-verion.sub-version.last-version我们需要特别关注sub-version,如果是奇数，则是测试版本，如果是偶数则说明是正式版本。

 

3> Kernel 

主要作用是检测并且驱动硬件。而这种检测有别于POST的检测，POST的检测是基于硬件电气层面的检测，而Kernel的这种检测是基于软件层面的检测，检测硬件驱动是否完整，硬件能否被操作系统所识别并且控制。

最后将启动进程init

4> init

init的工作：

init启动之后读取inittab()文件,执行缺省的运行级别，从而引导进程。

在UNIX系统中，init是第一个可以存在的进程，它的PID恒为1，但它也必须向一个更高级的功能负责：PID为0的内核调度器(Kernel scheduler),从而获取CPU时间。

当一个进程启动之后，它的PID不是固定的，每次都是变化的。但是init这个进程比较特殊，它的PID恒为1.

PPID: 代表着父进程的PID。
在进程管理里边有一个基本的概念：父进程终止，则子进程必须全部终止，如果子进程不终止的话，该子进程被称为孤儿进程，系统在检测到孤儿进程之后，会把它的PPID自动指向1也就是init进程。

如果子进程终止，则父进程必须得知同时切断与该子进程的联系，否则的话该子进程则变为僵尸进程，以Z标识。