Linuxシステムの起動プロセスとプロセスNo.0、No.1

Linux プロセス 0 とプロセス 1 については、Linux システムの起動に関係するため、Linux の起動プロセスから始めます。

1. Linux 起動の全体的なプロセス

システムが最初に起動または再起動されると、プロセッサは既知の場所からコードを実行します。パソコンに相当するのが、マザーボード上のメモリに保存されているBIOSです。
ブートデバイスが検出されると、第 1 段階のブートローダーが RAM にロードされて実行されます。ブートプログラムのこの部分は 512 バイトの MBR イメージ (MBR については後で説明します) にあり、その機能は第 2 段階のブートプログラムをロードすることです。
第 2 段階のブートローダーが RAM にロードされて実行されると、ブート画面が表示され、Linux とオプションの初期ディスク (一時ファイルシステム) がメモリにロードされます。イメージがロードされた後、制御は第 2 段階のブートローダーからカーネルイメージに渡されます。
カーネルイメージの自己解凍と初期化。このステップでは、第 2 段階のブートプログラムがシステムハードウェアをチェックし、ハードウェアデバイスを列挙し、メインデバイスをマウントして、必要なカーネルモジュールをロードします。
これらが完了すると、ユーザー空間の最初のプログラム (init) が実行を開始し、トップレベルのシステムの初期化が開始されます。

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上記は Linux の起動プロセスのシェルのようなものですが、次に、起動プロセスの詳細をさらに詳しく見ていきます。

2. システムの起動

まず、BIOS の構成は次のとおりです。

電源投入時セルフテストコード
サービスの実行

Linux は0xffff0、そのアドレスの BIOS から起動します。最初のステップはパワーオンセルフテストです。パワーオンセルフテストのジョブはハードウェアをチェックすることです。2 番目のステップは、ローカルデバイスを列挙して初期化することです。

POST 後、POST コードはメモリから消去され、実行中のサービスは保存され、ターゲットオペレーティングシステムに対して引き続き有効になります。

オペレーティングシステムを起動するために、BIOS ランタイムは、CMOS設定で定義された順序でアクティブな起動可能なデバイス (フロッピーディスク、CD-ROM、ハードディスクパーティション、ネットワークデバイス、または USB フラッシュドライブなど) を検索します。

Linux は通常、MBR にプライマリブートローダーが含まれているハードディスクから起動します。MBR は、ハードディスクの最初のセクター (0 トラック 0 カラム 1 セクター) に位置する 512 バイトのセクターです。MBR が RAM にロードされた後、それを制御するのは BIOS 次第です。

3. 第 1 段階のブートプログラム

プライマリブートローダーは、512 バイトの MBR イメージにあります。
MBR イメージは、小さなパーティションテーブルとコードで構成されます。

最初の 446 バイトは、実行コードとエラー情報を含むプライマリブートローダーコードです。

次の 64 バイトは、4 つの 16 バイトのパーティションレコードを含むパーティションテーブルです。

MBR の最後の 2 バイトはマジックナンバー (0xaa55) を定義します。このマジックナンバーはMBRをチェックするために使用されます。

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プライマリブートローダーは主に、第 2 段階のブートローダーを検索してロードします。パーティションテーブルを調べてアクティブなパーティションを探します。アクティブなパーティションテーブルが見つかったら、残りのパーティションをスキャンして、アクティブでないことを確認します。これらが決定されると、アクティブパーティションのブートレコードがデバイスから RAM にロードされ、実行されます。

4. 第 2 段階のブートプログラム

第 2 段階のブートローダーは、実際には、カーネルブートローダーと呼ぶのが適切です。そのタスクは、Linux カーネルとオプションの初期ディスクをロードすることであるためです。

/etc/grub.con第 2 ステージがロードされると、CRUB はオンデマンドで利用可能なカーネル ( で定義され、/etc/grub/menu.lstとへの/etc/grub.confシンボリックリンク)のリストを表示します。カーネルを選択し、追加のカーネルパラメーターを使用してカーネルを改善できます。

第 2 段階のブートプログラムがメモリにロードされると、ファイルシステムにクエリが実行され、デフォルトのカーネルイメージと initrd イメージがメモリにロードされます。すべてのイメージが準備できたら、第 2 段階からカーネルイメージにジャンプします。

5. カーネル段階

カーネルフェーズは、カーネルイメージがメモリにロードされ、制御が第 2 段階のブートローダーから取得されるときに始まります。カーネルイメージは実行可能なカーネルではなく、圧縮されたカーネルイメージです。

カーネルイメージの先頭には小さなプログラムルーチンがあり、少量のハードウェアセットアップを行った後、カーネルイメージを自己抽出してハイメモリに配置します。次に、ルーチンはカーネルを呼び出してカーネルのブートを開始します。

6 初期化プロセス

init プロセスは、通常プロセス No. 1 と呼ばれるものです。

このシステムは、プロセスが新しいプロセスを作成することを許可しており、その新しいプロセスは子プロセスであり、子プロセスは新しい子プロセスを作成してプロセスツリー構造モデルを形成することもできます。Linux システム全体のすべてのプロセスもツリー構造になっています。ツリーのルートはシステムが自動的に構築するもので、カーネルモードで実行されるプロセスNo.0であり、すべてのプロセスの祖先となります。プロセス No. 0 は、プロセス No. 1 (カーネル状態) を作成します。プロセス No. 1は、カーネルとシステム構成の初期化作業の一部を実行する責任を負い、キャッシュと仮想メインメモリ管理のためのいくつかのカーネルスレッドを作成します。続いて、プロセスNo.1がexecve()実行プログラムinitを呼び出して実行し、ユーザモードプロセスNo.1、すなわちinitプロセスに発展する。設定ファイルの要件に従ってシステムの起動作業を完了し/etc/initab、getty 番号 1、2 のいくつかの端末登録プロセスを作成します。

各 getty プロセスは、プロセスグループ識別番号を設定し、システム端末に設定されたインターフェイスラインを監視します。端末からの接続信号が検出されると、getty プロセスは関数 execve() を通じて登録プログラムへのログインを実行します。このとき、ユーザーは登録名とパスワードを入力してログインプロセスに入ります。成功すると、ログインが完了します。プログラムは関数 execve(). を通じてシェルを実行し、シェルプロセスは getty プロセスの pid を受け取り、元の getty プロセスを置き換えます。次に、シェルは直接的または間接的に他のプロセスを生成します。

0号进程->1号内核进程->1号用户进程（init进程）->getty进程->shell进程以下に示すように、上記のプロセスは次のように記述できます。

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参照文書

1、https://www.likecs.com/show-205059185.html

2、https://www.cnblogs.com/wanghetao/archive/2012/03/29/2422723.html