Linux 内核启动：实现系统起航的文件之旅

Linux 内核启动：实现系统起航的文件之旅

Linux 内核启动是在计算机开机时从硬盘驱动器加载到内存中的过程。这个过程是由一系列的文件和步骤组成的。让我们一起深入了解 Linux 内核启动的文件之旅。

引导加载程序（Boot Loader）

在计算机启动时，引导加载程序是第一个被执行的程序。它的任务是加载并运行 Linux 内核。最常见的引导加载程序是 GRUB（GRand Unified Bootloader）。当计算机启动时，GRUB 会在硬盘的引导扇区（MBR或EFI分区）中查找配置文件，并根据文件中的设置加载 Linux 内核。

下面是一个引导加载程序（GRUB）的配置文件示例：

title Linux
root (hd0,0)
kernel /boot/vmlinuz-5.6.0-1-amd64 root=/dev/sda1
initrd /boot/initrd.img-5.6.0-1-amd64
boot

在上面的配置文件中，vmlinuz-5.6.0-1-amd64 是 Linux 内核的名称，root=/dev/sda1 指定了 Linux 根文件系统的设备。引导加载程序会根据这些设置加载相应的文件。

Linux 内核镜像（Kernel Image）

引导加载程序加载完毕后，它会将 Linux 内核文件（通常被称为 vmlinuz）加载到内存中。Linux 内核是操作系统的核心部分，它负责管理计算机的各种硬件和软件资源。

$ ls /boot/vmlinuz*
/boot/vmlinuz-5.6.0-1-amd64

在上面的示例中，vmlinuz-5.6.0-1-amd64 是具体的 Linux 内核文件名。随着 Linux 内核的不断更新，文件名称可能会有所不同。

初始化 RAM 磁盘（initrd）

除了加载 Linux 内核之外，引导加载程序还会加载一个被称为初始化 RAM 磁盘（initrd）的文件。initrd 是一个临时的根文件系统，它包含着 Linux 内核启动所需的驱动程序和初始化脚本。

$ ls /boot/initrd.img*
/boot/initrd.img-5.6.0-1-amd64

在上面的示例中，initrd.img-5.6.0-1-amd64 是初始化 RAM 磁盘的文件名。它会被引导加载程序加载到内存中，并与 Linux 内核一同运行。

根文件系统（Root Filesystem）

初始化 RAM 磁盘加载完毕后，Linux 内核会将控制权交给 init 程序。init 程序负责初始化系统并启动其他进程。在 init 程序执行之前，必须先挂载根文件系统。

根文件系统是 Linux 中的基础文件系统，它包含了操作系统中的各种文件和目录。根文件系统可以位于硬盘驱动器、光盘或网络服务器等。在引导加载程序的配置文件中会指定根文件系统的位置。

启动过程

一旦根文件系统挂载完毕，Linux 内核将开始启动并执行 init 程序。init 程序会根据系统的运行级别（runlevel）执行相应的初始化脚本和进程。

Linux 启动过程中会执行各种系统初始化任务，例如加载驱动程序、设置网络、启动系统服务等。这些任务会根据 init 程序的配置文件（通常是 /etc/inittab）来进行。

在 Linux 启动过程中，还会执行各种用户自定义的脚本和命令。这些脚本和命令可以用来设置环境变量、启动额外的服务、检查文件系统等。

总之，Linux 内核启动是一个复杂而严密的过程，它涉及到多个文件和步骤。从引导加载程序开始，到加载 Linux 内核、初始化 RAM 磁盘、挂载根文件系统，最后执行 init 程序，Linux 系统才能成功启动。理解 Linux 内核启动的文件之旅对于系统管理员和开发人员来说是非常重要的。