linux启动、grub配置以及kickstart简介

        本文主要针对CenOS6系统的启动流程作简介。

         Linux的系统启动分为几个阶段，由于运行中的系统分为用户空间层面和内核空间层面，所以一个完整的系统启动也是先启动内核文件，然后在启动用户层面的各种应用程序。Linux系统的设计属于单内核设计，但是各功能模块却支持动态的装载和卸载，极大的压缩了内核的体积，让内核的启动也更加快捷和迅速。

过程简述：

1.POST（加电自检） ：主要负责检测系统外围关键设备（如：CPU、内存、显卡、I/O、键盘鼠标等）是否正常。

2.boot sequence（选择启动设备） ：按次序查找各引导设备，第一个有引导程序的设备即为本次启动要用到的设备；

上述两个功能都由BIOS来完成，BIOS(Basic Input / Output System)，又称基本输入输出系统，是一个固化在ROM中的软件，是 *** 作系统输入输出管理系统的一部分。

3.bootloader（引导加载器）：

Linux下的引导加载器有grub leancy和grub2两种，Cenos6中使用的是前者。

MBR（主引导记录）：

MBR的共由512字节组成，前446字节存放的即是bootloader。所以在选定启动设备后，收件是读取MBR中的bootloader，打开grub菜单。

grub：

功能：提供一个菜单，允许用户选择要启动的系统或不同的内核版本； 把用户选定的内核装载到RAM中的特定空间中，解压、展开，而后把系统控制权移交给内核；

gurb的实现共有3个阶段：

1st stage：位于MBR的BootLoader中，用来加载2nd stage到内存中。

1.5  stage：1和2的桥梁，用来驱动文件系统来使1阶段过渡到2阶段。

2nd stage：grub核心，/boot/grub，存放在磁盘分上，用于加载内核文件。

4.加载内核

分四个步骤：

探测可识别到的所有硬件设备；

加载硬件驱动程序；（有可能会借助于ramdisk加载驱动）

以只读方式挂载根文件系统；即rootfs

运行用户空间的第一个应用程序：/sbin/init。

内核文件：/boot//vmlinuz-VERSION-release，ramdisk文件/boot/initramfs-VERSION-release.img。

        在上述的内核启动后，后续的 *** 作都交给init程序来完成。/sbin/init程序是用户空间的第一个程序，主要完成系统初始化，步骤如下：

设置默认运行级别：

         运行级别的配置文件为/etc/inittab，共0-6七个运行级别，可以在该文件中自主定义，下次启动默认进入指定的运行级别。

 运行系统初始化脚本：

        /etc/rc.d/rc.sysinit即为系统的初始化脚本，系统通过自动执行该脚本，从而完成对系统的设置和信息的初始化。

关闭对应级别下需要停止的服务，启动对应级别下需要开启的服务：

        这里主要是指通过chkconfig所配置的开机自动启动或者关闭的各类服务。

设置登录终端：

 启动图形终端：级别5需要启动

GRand Unified Bootloader，系统启动后会首先打开一个grub菜单，上图所示，可以自主选择内核、定制内核参数。grub由三个阶段组成，1st stage，1_5stage以及stage2，stage2和内核文件等通常放置于一个基本磁盘分区。

grub有自己的命令行接口：

配置文件说明：/boot/grub/grub.conf

kickstart是什么

        许多系统管理员愿意使用自动化的安装方法来安装linux系统。为了满足这种需要，红帽公司建立了kickstart安装方法。使用kickstart自动化安装，系统管理员可以创建一个ks文件，该文件包含了在典型的安装过程中所遇到的问题的答案。

        Kickstart文件可以存放在一个固定的位置上，在安装过程中被独立的机器所读取。这个安装方法可以支持使用单一kickstart文件在多台机器上安装Linux系统，这对于网络和系统管理员来说是个理想的选择。

如何执行kickstart安装

        kickstart 安装可以使用本地光盘，本地硬盘驱动器，或通过 NFS、FTP、HTTP 来执行。

        要使用 kickstart，必须：

                1.创建一个正确的kickstart文件。

                2.创建有kickstart文件的引导介质或者让主机可以通过网络访问该文件。

                3.筹备安装过程。

                4.开始kickstart安装。

创建kickstart配置文件的方式：

   1.  文本编辑器编辑生成：vim

   2． 用图形化界面配置：system-config-kickstat（需要安装system-config-kickstart.noarch包）

步骤：

创建光盘根目录

复制光盘下的isolinux目录到根目录下

赋予isolinux里的所有文件和目录写权限（这样就可以自定义isolinux.cfg文件）

复制修改好的ks文件到myboot目录下（这里myboot目录相当于光盘的根目录）

建立镜像

实模式,并开始执行位于地址0xFFFF0处

的代码,也就是ROM-BIOS起始位置的代码。BIOS先进行一系列的系统自检,然后初始化位

于地址0的中断向量表。最后BIOS将启动盘的第一个扇区装入到0x7C00,并开始执行此处

的代码。这就是对内核初始化过程的一个最简单的描述。

最初,linux核心的最开始部分是用8086汇编语言编写的。当开始运行时,核心将自

己装入到绝对地址0x90000,再将其后的2k字节装入到地址0x90200处,最后将核心的其余

部分装入到0x10000。

当系统装入时,会显示Loading...信息。装入完成后,控制转向另一个实模式下的汇

编语言代码boot/Setup.S。Setup部分首先设置一些系统的硬件设备,然后将核心从

0x10000处移至0x1000处。这时系统转入保护模式,开始执行位于0x1000处的代码。

接下来是内核的解压缩。0x1000处的代码来自于文件Boot/head.S,它用来初始化寄

存器和调用decompress_kernel( )程序。decompress_kernel( )程序由Boot/inflate.c,

Boot/unzip.c和Boot../misc.c组成。解压缩后的数据被装入到了0x100000处,这也是

linux不能在内存小于2M的环境下运行的主要原因。

解压后的代码在0x1010000处开始执行,紧接着所有的32位的设置都将完成： IDT、

GDT和LDT将被装入,处理器初始化完毕,设置好内存页面,最终调用start_kernel过程。

这大概是整个内核中最为复杂的部分。

[系统开始运行]

linux kernel 最早的C代码从汇编标记startup_32开始执行

startup_32:

start_kernel

lock_kernel

trap_init

init_IRQ

sched_init

softirq_init

time_init

console_init

#ifdef CONFIG_MODULES

init_modules

#endif

kmem_cache_init

sti

calibrate_delay

mem_init

kmem_cache_sizes_init

pgtable_cache_init

fork_init

proc_caches_init

vfs_caches_init

buffer_init

page_cache_init

signals_init

#ifdef CONFIG_PROC_FS

proc_root_init

#endif

#if defined(CONFIG_SYSVIPC)

ipc_init

#endif

check_bugs

smp_init

rest_init

kernel_thread

unlock_kernel

cpu_idle

・startup_32 [arch/i386/kernel/head.S]

・start_kernel [init/main.c]

・lock_kernel [include/asm/smplock.h]

・trap_init [arch/i386/kernel/traps.c]

・init_IRQ [arch/i386/kernel/i8259.c]

・sched_init [kernel/sched.c]

・softirq_init [kernel/softirq.c]

・time_init [arch/i386/kernel/time.c]

・console_init [drivers/char/tty_io.c]

・init_modules [kernel/module.c]

・kmem_cache_init [mm/slab.c]

・sti [include/asm/system.h]

・calibrate_delay [init/main.c]

・mem_init [arch/i386/mm/init.c]

・kmem_cache_sizes_init [mm/slab.c]

・pgtable_cache_init [arch/i386/mm/init.c]

・fork_init [kernel/fork.c]

・proc_caches_init

・vfs_caches_init [fs/dcache.c]

・buffer_init [fs/buffer.c]

・page_cache_init [mm/filemap.c]

・signals_init [kernel/signal.c]

・proc_root_init [fs/proc/root.c]

・ipc_init [ipc/util.c]

・check_bugs [include/asm/bugs.h]

・smp_init [init/main.c]

・rest_init

・kernel_thread [arch/i386/kernel/process.c]

・unlock_kernel [include/asm/smplock.h]

・cpu_idle [arch/i386/kernel/process.c]

start_kernel( )程序用于初始化系统内核的各个部分,包括：

*设置内存边界,调用paging_init( )初始化内存页面。

*初始化陷阱,中断通道和调度。

*对命令行进行语法分析。

*初始化设备驱动程序和磁盘缓冲区。

*校对延迟循环。

最后的function'rest_init' 作了以下工作:

・开辟内核线程'init'

・调用unlock_kernel

・建立内核运行的cpu_idle环, 如果没有调度,就一直死循环

实际上start_kernel永远不能终止.它会无穷地循环执行cpu_idle.

最后,系统核心转向move_to_user_mode( ),以便创建初始化进程（init）。此后,进程0开始进入无限循环。

初始化进程开始执行/etc/init、/bin/init 或/sbin /init中的一个之后,系统内核就不再对程序进行直接控制了。之后系统内核的作用主要是给进程提供系统调用,以及提供异步中断事件的处理。多任务机制已经建立起来,并开始处理多个用户的登录和fork( )创建的进程。

[init]

init是第一个进程,或者说内核线程

init

lock_kernel

do_basic_setup

mtrr_init

sysctl_init

pci_init

sock_init

start_context_thread

do_init_calls

(*call())->kswapd_init

prepare_namespace

free_initmem

unlock_kernel

execve

[目录]

--------------------------------------------------------------------------------

启动步骤

系统引导：

涉及的文件

./arch/$ARCH/boot/bootsect.s

./arch/$ARCH/boot/setup.s

bootsect.S

这个程序是linux kernel的第一个程序,包括了linux自己的bootstrap程序,

但是在说明这个程序前,必须先说明一般IBM PC开机时的动作(此处的开机是指

"打开PC的电源"):

一般PC在电源一开时,是由内存中地址FFFF:0000开始执行(这个地址一定

在ROM BIOS中,ROM BIOS一般是在FEOOOh到FFFFFh中),而此处的内容则是一个

jump指令,jump到另一个位於ROM BIOS中的位置,开始执行一系列的动作,包

括了检查RAM,keyboard,显示器,软硬磁盘等等,这些动作是由系统测试代码

(system test code)来执行的,随着制作BIOS厂商的不同而会有些许差异,但都

是大同小异,读者可自行观察自家机器开机时,萤幕上所显示的检查讯息。

紧接着系统测试码之后,控制权会转移给ROM中的启动程序

(ROM bootstrap routine),这个程序会将磁盘上的第零轨第零扇区读入

内存中(这就是一般所谓的boot sector,如果你曾接触过电脑病

毒,就大概听过它的大名),至於被读到内存的哪里呢? --绝对

位置07C0:0000(即07C00h处),这是IBM系列PC的特性。而位在linux开机

磁盘的boot sector上的正是linux的bootsect程序,也就是说,bootsect是

第一个被读入内存中并执行的程序。现在,我们可以开始来

看看到底bootsect做了什么。

第一步

首先,bootsect将它"自己"从被ROM BIOS载入的绝对地址0x7C00处搬到

0x90000处,然后利用一个jmpi(jump indirectly)的指令,跳到新位置的

jmpi的下一行去执行,

第二步

接着,将其他segment registers包括DS,ES,SS都指向0x9000这个位置,

与CS看齐。另外将SP及DX指向一任意位移地址( offset ),这个地址等一下

会用来存放磁盘参数表(disk para- meter table )

第三步

接着利用BIOS中断服务int 13h的第0号功能,重置磁盘控制器,使得刚才

的设定发挥功能。

第四步

完成重置磁盘控制器之后,bootsect就从磁盘上读入紧邻着bootsect的setup

程序,也就是setup.S,此读入动作是利用BIOS中断服务int 13h的第2号功能。

setup的image将会读入至程序所指定的内存绝对地址0x90200处,也就是在内存

中紧邻着bootsect 所在的位置。待setup的image读入内存后,利用BIOS中断服

务int 13h的第8号功能读取目前磁盘的参数。

第五步

再来,就要读入真正linux的kernel了,也就是你可以在linux的根目录下看

到的"vmlinuz" 。在读入前,将会先呼叫BIOS中断服务int 10h 的第3号功能,

读取游标位置,之后再呼叫BIOS 中断服务int 10h的第13h号功能,在萤幕上输

出字串"Loading",这个字串在boot linux时都会首先被看到,相信大家应该觉

得很眼熟吧。

第六步

接下来做的事是检查root device,之后就仿照一开始的方法,利用indirect

jump 跳至刚刚已读入的setup部份

第七步

setup.S完成在实模式下版本检查,并将硬盘,鼠标,内存参数写入到 INITSEG

中,并负责进入保护模式。

第八步

*** 作系统的初始化。

【问题】 此处我要实现的是将芯片的ID用于网卡MAC地址，网卡驱动是enc28j60_init。 但是，读取芯片ID的函数，在as352x_afe_init模块中，所以要先初始化as352x_afe_init。 此处，内核编译完之后，在生成的system.map中可以看到， enc28j60_init在as352x_afe_init之前，所以，无法去读芯片ID。 所以我们的目标是，将as352x_afe_init驱动初始化放到enc28j60_init之前， 然后才能读取芯片ID，才能用于网卡初始化的时候的，将芯片ID设置成网卡MAC地址。

【解决过程】

【1】

最简单想到的，是内核里面的

archarmmach-as352xcore.c

中，去改devices设备列表中的顺序。

enc28j60_init对应的是ssp_device，因为网卡初始化用到的是SPI驱动去进行和通讯的。

as352x_afe_init对应的是afe_device。

原先是：

把afe改到最前面：

但是，实际结果是，没有任何影响，连systemp.map生成的，那么模块初始化顺序，都没有任何变化。 也就说明，想要实现驱动加载顺序的改变，改core.c里面的设备列表顺序是没有用的。

更多linux内核视频教程文档资料免费领取后台私信 【内核】 自行获取.

Linux内核源码/内存调优/文件系统/进程管理/设备驱动/网络协议栈-学习视频教程-腾讯课堂

【2】

在网上看到很多帖子，其说明的也很清楚了，就是：

Linux内核为不同驱动的加载顺序对应不同的优先级，定义了一些宏：

includelinuxinit.h

把自己的驱动的函数名用这些宏去定义之后， 就会对应不同的加载时候的优先级。

其中，我们写驱动中所用到的module_init对应的是 #define module_init(x) __initcall(x)而 #define __initcall(fn) device_initcall(fn) 所以，驱动对应的加载的优先级为6

在上面的不同的优先级中， 数字越小，优先级越高。 同一等级的优先级的驱动，加载顺序是链接过程决定的，结果是不确定的，我们无法去手动设置谁先谁后。 不同等级的驱动加载的顺序是先优先级高，后优先级低，这是可以确定的。

所以，像我们之前在驱动中用：

所以，大家都是同一个优先级去初始化，

最后这些驱动加载的顺序，可以查看在根目录下，

生成的system.map：

此处就是由于 c0019920 t __initcall_i2c_dev_init6 c0019924 t __initcall_as352x_afe_i2c_init6 c0019928 t __initcall_as352x_afe_init6 在c00198e4 t __initcall_enc28j60_init6之前，所以我这里才要去改。。。 知道原理，能想到的，就是要么把as352x_afe_init改到enc28j60_init之前一级，即优先级为5。即在驱动中，调用：fs_initcall(as352x_afe_init)；要么把enc28j60_init改到as352x_afe_init之后，即优先级为7即在驱动中，调用：late_initcall(enc28j60_init)；但是，此处麻烦就麻烦在，如果把as352x_afe_init改到enc28j60_init之前一级，发现后面网卡初始化enc28j60_init中，虽然读取芯片ID对了，但是后面的IP-auto configure 有问题。所以放弃。 如果把enc28j60_init改到as352x_afe_init之后，但是，从system.map中看到的是，优先级为7的驱动中，明显有几个驱动，也是和网卡初始化相关的，所以，这样改，尝试后，还是失败了。 所以，没法简单的通过调整现有的驱动的顺序，去实现顺序的调整。最后，被逼无奈，想到了一个可以实现我们需求的办法，那就是，单独定义一个优先级，把afe相关的初始化都放到那里面去，这样，就可以保证，其他没什么相关的冲突了。最后证实，这样是可以实现目的的。

具体添加一个新的优先级的步骤如下： 1.定义新的优先级 includelinuxinit.h中：

2.用对应新的宏，定义我们的驱动：

做到这里，本以为可以了，但是编译后，在system.map中，发现之前优先级为7的那几个函数，被放到system.map最后了，而不是预想的，在优先级7之后，在

之前。最后，发现时没有把对应的链接文件中的宏加进去：

3.includeasm-genericvmlinux.lds.h

最后，再重新编译，就可以实现我们要的，和afe相关的驱动初始化，都在网卡enc28j60_init之前了。也就可以在网卡里面读芯片ID了。当然，对应编译生成的system.map文件中，对应的通过module_init定义的驱动，优先级也都变成7了。而late_initcall对应优先级8了。 注：当前开发板arm的板子，所以，对应的load 脚本在：

linux-2.6.28.4archarmkernelvmlinux.lds 看起来，应该是这个文件： linux-2.6.28.4archarmkernelvmlinux.lds.S 生成上面那个脚本的。vmlinux.lds中的这一行：

就是将之前那些对应的init类型的函数，展开，放到这对应的位置。

【3】 不过，最后的最后，竟然发现网卡还是工作不正常，结果第二天，无意间发现是网卡地址设置导致网卡工作不正常的。 也就是说，实际是直接将afe设置到原先的优先级5就可以的，而不用这么麻烦去改系统的东西的...

不过，至少这也是一种办法，虽然不是那么的好...

---