Linux的启动过程及init进程
- 2021 年 2 月 25 日
- 筆記
Linux下有三个特殊进程：
- idle进程（pid=0）
idle进程其前身是系统创建的第一个进程，0号进程，也唯一一个没有通过fork（）或者kernel_thread产生的进程，由系统自动创建，运行在内核态。0号进程在创建了init进程后，演变成为idle进程。主处理器上的idle进程是由原始进程（0号进程）演变而来，从处理器上的idle进程是由init进程fork得到的，pid也为0。idle进程的优先级最低，不参与调度，只有在运行队列为空时才调度。 - init进程（pid=1）
init进程由0号进程创建，完成系统的初始化，是第一个用户进程，是其他所有用户进程的父进程。 - kthreadd进程（pid=2）
kthreadd进程由idle通过kernel_thread创建，始终运行在内核空间，负责内核进程的调度和管理。
init进程一开始是内核态，然后在运行了一个用户态的init程序之后，转成用户态，之后只能在用户态工作。用户想要进入内核态只能通过调用API。
init进程要把自己转换成用户态，就需要运行一个用户态的应用程序（init程序），需要运行这个程序就需要找到这个程序，需要找到这个程序就需要挂载根文件系统，因为所有的应用程序都在文件系统中。
所以，需要先挂载根文件系统，并找到用户态下的init程序。
Linux中的所有进程都是由init进程创建并运行的。首先Linux内核启动，然后在用户空间中启动init进程，再启动其他进程。在系统启动完成后，init进程将变成守护进程监视系统的其他进程。
init启动了login进程（用户登录进程），命令行进程（提供命令行环境），shell进程（提供命令解释和执行）
其中，shell进程是用户登录后运行的第一个程序。
运行级别：
0 关机
1 单用户
2 多用户，会启动网络功能，但不会启动NFS，是维护模式
3 多用户
4 不使用，预留
5 图形化界面
6 重启
emergency 急救模式直接使用init+运行级别
在centos7中，init进程是systemed进程；在centos6中是upstart进程；在centos5中是init进程，在unbuntu中是init进程。
Centos7启动过程：
1.打开电源
2.POST加电自检。初始化硬件设备，检查系统主要外围设备。启动固化在主板上的ROM芯片上的BIOS程序，BIOS程序会检测内存，CPU，IO设备等是否能正常运行。只要一通电，CPU就会自动加载BIOS程序，检测完成之后进行硬件的初始化。
3.根据BIOS启动的顺序依次扫描各个引导设备，读取MBR（主引导扇区，是硬盘的第一个扇区）中的主引导程序bootloader并加载到内存执行。
4.执行MBR中的BootLoader（centos7是GRUB2），加载其配置文件，提供一个菜单给用户，选择要启动的系统或者内核版本。
5.加载内核，内核得到系统控制权后，进行初始化。探测可识别的硬件设备，加载硬件驱动程序，以只读方式挂载文件系统，运行用户空间的第一个程序systemed。
6.加载systemed的配置文件，根据配置文件设置默认运行级别。
7.运行系统初始化脚本/etc/rc.d/rc.sysinit，完成系统初始化。
8.启动终端，打印登录提示符。
unit文件：
systemed可以管理所有的系统资源，不同的资源统称为unit文件。
unit文件一共有12种文件类型：
- .service：系统服务
- .target：多个unit组成的一组，引导其他unit，代替了以前的运行级别
- .device：硬件设备
- .mount：文件系统的挂载点
- .automount：自动挂载点
- .path：用于监控指定的目录变化，并触发其他unit运行，用于定义文件系统的一个文件或目录
- .scope：描述一些系统服务的分组信息，不是用户创建的，系统自己产生的
- .slice：进程组
- .snapshot：systemed快照
- .socket：进程间通信的socket
- .swap：用于做虚拟内存的交换分区，标识swap设备
- .timer：定时器
