ubuntu11.04启动 及虚拟文件系统 分类： arm-linux-Ubuntu 2013-07-22 16:28 369人阅读 评论(0) 收藏
虚拟文件系统(VFS)是由Sun microsystems公司在定义网络文件系统(NFS)时创造的。它是一种用于网络环境的分布式文件系统，是允许和操作系统使用不同的文件系统实现的接口。虚拟文件系统（VFS）是物理文件系统与服务之间的一个接口层，它对Linux的每个文件系统的所有细节进行抽象，使得不同的文件系统在Linux 核心以及系统中运行的其他进程看来，都是相同的。严格说来，VFS并不是一种实际的文件系统。它只存在于内存中，不存在于任何外存空间。VFS在系统启动时建立，在系统关闭时消亡。
形象地说，Linux的内核好象一个PC机的母板，VFS就是上面的一个插槽，具体的文件系统 就是一块块的接121卡。因此，每一个文件系统之间互不干扰，而只是调用相应的程序来实现其功能。
文件系统注册后便在设备上按一定格式建立文件系统，但是此时设备上的文件和节点都还不是可访问的，还不能按照一定的路径名访问其中特定的节点或文件。只有把它安装到文件系统中某个节点上，才能使设备上的文件和节点可被访问。因此注册了wej系统只代表Linux系统支持这种文件系统的应用，要真正使用该文件系统还必须安装它。
4.1 跨文件系统的文件操作的基本原理
到此，我们也就能够解释在Linux中为什么能够跨文件系统地操作文件了。举个例子，将vfat格式的磁盘上的一个文件a.txt拷贝到ext3格式的磁盘上，命名为b.txt。这包含两个过程，对a.txt进行读操作，对b.txt进行写操作。读写操作前，需要先打开文件。由前面的分析可知，打开文件时，VFS会知道该文件对应的文件系统格式，以后操作该文件时，VFS会调用其对应的实际文件系统的操作方法。所以，VFS调用vfat的读文件方法将 a.txt的数据读入内存；在将a.txt在内存中的数据映射到b.txt对应的内存空间后，VFS调用ext3的写文件方法将b.txt写入磁盘；从而实现了最终的跨文件系统的复制操作。
4.2“一切皆是文件”的实现根本
不论是普通的文件，还是特殊的目录、设备等，VFS都将它们同等看待成文件，通过同一套文件操作界面来对它们进行操作。操作文件时需先打开；打开文件时， VFS会知道该文件对应的文件系统格式；当VFS把控制权传给实际的文件系统时，实际的文件系统再做出具体区分，对不同的文件类型执行不同的操作。这也就 是“一切皆是文件”的根本所在。
5 总结
VFS即虚拟文件系统是Linux文件系统中的一个抽象软件层；因为它的支持，众多不同的实际文件系统才能在Linux中共存，跨文件系统操作才能实现。 VFS借助它四个主要的数据结构即超级块、索引节点、目录项和文件对象以及一些辅助的数据结构，向Linux中不管是普通的文件还是目录、设备、套接字等都提供同样的操作界面，如打开、读写、关闭等。只有当把控制权传给实际的文件系统时，实际的文件系统才会做出区分，对不同的文件类型执行不同的操作。由此可见，正是有了VFS的存在，跨文件系统操作才能执行，Unix/Linux中的“一切皆是文件”的口号才能够得以实现
***********************ubuntu启动过程***********************
加载内核
init
login
系统启动和第一阶段是所有系统都相同的
系统启动
首先检测外围设备
其次检测启动设备
最后读取与执行启动设备的第一个扇区
3、POST 代码从内存中清除，但运行时服务（runtime service）仍然留在内存。
**********************vmlinuz概述*********************************************
vmlinuz是可引导的、压缩的内核。“vm”代表“Virtual Memory”。Linux 支持虚拟内存，不像老的操作系统比如DOS有640KB内存的限制。Linux能够使用硬盘空间作为虚拟内存，因此得名“vm”。vmlinuz是可执行的 Linux内核，它位于/boot/vmlinuz，它一般是一个软链接
两种建立方式
一是编译内核时通过“make zImage”创建，然后通过:“cp /usr/src/linux-2.4/arch/i386/linux/boot/zImage/boot/vmlinuz”产生。zImage适用于小内核的情况，它的存在是为了向后的兼容性。
二是内核编译时通过命令make bzImage创建，然后通过:“cp/usr/src/linux-2.4/arch/i386/linux/boot/bzImage /boot/vmlinuz”产生。bzImage是压缩的内核映像，需要注意，bzImage不是用bzip2压缩的，bzImage中的bz容易引起误解，bz表示“big zImage”。 bzImage中的b是“big”意思。 zImage(vmlinuz)和bzImage(vmlinuz)都是用gzip压缩的。它们不仅是一个压缩文件，而且在这两个文件的开头部分内嵌有 gzip解压缩代码。所以你不能用gunzip 或 gzip –dc解包vmlinuz。
内核文件中包含一个微型的gzip用于解压缩内核并引导它。两者的不同之处在于，老的zImage解压缩内核到低端内存(第一个640K)，bzImage解压缩内核到高端内存(1M以上)。如果内核比较小，那么可以采用zImage或bzImage之一，两种方式引导的系统运行时是相同的。大的内核采用bzImage，不能采用zImage。 vmlinux是未压缩的内核，vmlinuz是vmlinux的压缩文件。
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***********************************initrd的概述和机制******************************************************************
初始 RAM 磁盘（initrd）是在实际根文件系统可用之前挂载到系统中的一个初始根文件系统。initrd 与内核绑定在一起，并作为内核引导过程的一部分进行加载。内核然后会将这个 initrd 文件作为其两阶段引导过程的一部分来加载模块，这样才能稍后使用真正的文件系统，并挂载实际的根文件系统。
initrd 中包含了实现这个目标所需要的目录和可执行程序的最小集合，例如将内核模块加载到内核中所使用的 insmod 工具。
initrd 的英文含义是 boot loader initialized RAM disk，就是由 boot loader 初始化的内存盘。在 linux内核启动前， boot loader 会将存储介质中的 initrd 文件加载到内存，内核启动时会在访问真正的根文件系统前先访问该内存中的 initrd 文件系统。在 boot loader 配置了 initrd 的情况下，内核启动被分成了两个阶段，第一阶段先执行 initrd 文件系统中的"某个文件"，完成加载驱动模块等任务，第二阶段才会执行真正的根文件系统中的 /sbin/init 进程。这里提到的"某个文件"，Linux2.6 内核会同以前版本内核的不同，所以这里暂时使用了"某个文件"这个称呼，后面会详细讲到。第一阶段启动的目的是为第二阶段的启动扫清一切障爱，最主要的是加载根文件系统存储介质的驱动模块。我们知道根文件系统可以存储在包括IDE、SCSI、USB在内的多种介质上，如果将这些设备的驱动都编译进内核，可以想象内核会多么庞大、臃肿。
1． boot loader 把内核以及 initrd 文件加载到内存的特定位置。
2． 内核判断initrd的文件格式，如果是cpio格式。
3． 将initrd的内容释放到rootfs中。
4． 执行initrd中的/init文件，执行到这一点，内核的工作全部结束，完全交给/init文件处理。
1． boot loader把内核以及initrd文件加载到内存的特定位置。
2． 内核判断initrd的文件格式，如果不是cpio格式，将其作为image-initrd处理。
3． 内核将initrd的内容保存在rootfs下的/initrd.image文件中。
4． 内核将/initrd.image的内容读入/dev/ram0设备中，也就是读入了一个内存盘中。
5． 接着内核以可读写的方式把/dev/ram0设备挂载为原始的根文件系统。
6． .如果/dev/ram0被指定为真正的根文件系统，那么内核跳至最后一步正常启动。
7． 执行initrd上的/linuxrc文件，linuxrc通常是一个脚本文件，负责加载内核访问根文件系统必须的驱动， 以及加载根文件系统。
8． /linuxrc执行完毕，常规根文件系统被挂载
9． 如果常规根文件系统存在/initrd目录，那么/dev/ram0将从/移动到/initrd。否则如果/initrd目录不存在， /dev/ram0将被卸载。
10． 在常规根文件系统上进行正常启动过程 ，执行/sbin/init。
**********************initrd里头的/linuxrc 或者/init的执行步骤**************************
查看 initrd 的内容适用于cpio格式的
# mkdir temp ; cd temp # cp /boot/initrd-2.6.14.2.img ./ # cpio -i --make-directories < initrd-2.6.14.2.img 然后你就会看到 bin conf etc init initrd-2.6.38.img lib sbin scripts usr 所执行的init就在这个文件系统的根目录下制作initrd可见：http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-k26initrd/
**************************两个阶段过后init进程*************************
2、/etc/init.d/rcS
3、/etc/init.d/rc S
4、默认runlevel是2，执行／etc/rc[runlevel].d/下的所有文件，其中S表示启动，随后的数字表示启动的顺序,最后一个是／etc/init.d/rc.local，local是S99rc.local
********************************************login******************************************************
登陆界面login
1 /etc/profile
2 /etc/bash.bashrc
3 ~/.profie
4 ~/.bashrc
/etc/profile和/etc/bash.bashrc设置环境变量和bash shell的设置，对所有用户生效
~/.bashrc和~/.profile同上，只对此用户生效参考
ubuntu10.04启动：http://wiki.ubuntu.org.cn/%E5%90%AF%E5%8A%A8
redhat启动浅谈：http://my.chinaunix.net/space.php?uid=14439719&do=blog&id=130599#quickcommentform_130599
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