운영체제 기본/Linux/x86-64/BIOS 부팅/루트 파일시스템과 init 선택
시작 상태: PID 1이 kernel_init()을 실행하고 있다. initramfs 준비와 나머지 커널 초기화가 끝났으며 실행할 사용자 프로그램을 선택해야 한다.
끝 상태: 같은 PID 1이 선택된 init의 실행 이미지를 갖고 사용자 모드에서 실행된다.
기준: Linux v6.12, x86-64.
1. init을 실행하려면 먼저 그 파일이 있어야 한다
실행 파일을 열려면 파일을 찾을 루트 파일 시스템이 필요하다. 초기에는 rootfs가 있고, initramfs 아카이브의 파일들이 여기에 풀린다. init/initramfs.c의 populate_rootfs()는 비동기 작업을 등록하며, 그 작업이 내장 아카이브와 조건에 따라 외부 이미지를 푼다. wait_for_initramfs()는 이 작업이 끝나기 전에 init 파일에 접근하는 일을 막는다.[1]
initramfs의 /init을 실행할 수 있으면 루트 장치를 찾고 마운트하는 복잡한 처리를 초기 사용자 공간에 맡길 수 있다. 그렇지 않으면 커널의 prepare_namespace() 경로가 장치 탐색을 기다리고 루트 장치를 해석해 마운트한다. 어느 경로를 택했는지에 따라 이후 실행 파일을 찾는 루트도 달라진다.[2][3]
2. rdinit=와 init=는 다른 단계에 적용된다
초기 rootfs의 실행 후보는 기본적으로 /init이며 rdinit=으로 바꾼다. kernel_init_freeable()은 이 경로를 init_eaccess()로 사전 검사한다. 검사에 실패하면 초기 후보를 해제하고 prepare_namespace()를 호출한다.[2]
그 뒤 kernel_init()의 실행 순서는 다음과 같다. 인자 준비·로그·메모리 정리 등을 생략한 선택 흐름이다.[2]
남아 있는 초기 후보(/init 또는 rdinit=) 실행 성공 → 종료 실패 → 다음 선택 단계 init=가 지정되었으면 실행 성공 → 종료 실패 → panic CONFIG_DEFAULT_INIT가 비어 있지 않으면 실행 시도 /sbin/init → /etc/init → /bin/init → /bin/sh 순서로 시도 모두 실패 → panic
여기서 “종료”는 후보 탐색의 종료이지 PID 1의 종료가 아니다. init=를 지정해도 초기 후보가 먼저 성공하면 그 경로가 선택된다. 또한 초기 후보가 사전 검사를 통과했지만 실제 exec에서 실패한 경우에는 prepare_namespace()를 다시 호출하지 않는다. 따라서 위 후보들을 항상 “최종 디스크 루트에서 차례로 찾는 이름”으로 해석할 수는 없다.[2]
3. exec는 PID 1을 새로 만들지 않는다
run_init_process()는 인자와 환경을 준비해 kernel_execve()에 넘긴다. exec는 새 태스크 생성이 아니라 현재 태스크의 실행 이미지 교체다. PID 1은 유지되고, 실행할 프로그램의 코드·데이터와 사용자 실행 상태가 준비된다.[2][4]
사용자 공간의 execve()가 성공하면 원래 프로그램의 다음 문장으로 돌아오지 않는다. 그렇다고 커널 내부의 kernel_execve()도 성공 시 C 함수 반환을 하지 않는 것은 아니다. 이 함수는 성공 상태를 반환할 수 있다. 반환을 받은 kernel_init()도 0을 반환한다. 이는 새 init이 실행을 마치고 돌아온 결과가 아니라, 사용자 실행 상태를 준비한 커널 코드가 복귀하는 과정이다.[2][4]
4. 사용자 모드로 넘어가는 마지막 경로
새 태스크의 x86 시작 경로에는 ret_from_fork_asm과 ret_from_fork()가 있다. 후자는 등록된 시작 함수를 호출한다. PID 1에서는 그 함수가 kernel_init()이다. exec 성공 후 시작 함수가 돌아오면 ret_from_fork()는 syscall_exit_to_user_mode()를 거쳐 복귀 준비를 마친다.[5]
어셈블리로 돌아온 뒤 사용자 모드 복귀 코드로 분기한다. v6.12에는 FRED 사용 여부에 따른 대체 경로가 있으므로, 마지막 전환을 모든 구성에서 동일한 명령 하나로 고정할 수 없다. exec의 이미지 준비와 CPU의 사용자 모드 전환은 이처럼 연결되어 있지만 서로 다른 단계다.[6]
initramfs의 /init이 실제 루트를 준비한 뒤 다른 init으로 exec하는 것은 이후 사용자 공간의 처리다. 커널이 /init을 실행한 다음 반드시 /sbin/init도 실행하는 구조는 아니다.[7]
소스 탐색: kernel_init · kernel_execve · ret_from_fork.
- ↑ v6.12 init/initramfs.c, populate_rootfs, do_populate_rootfs, wait_for_initramfs.
- ↑ 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 v6.12 init/main.c, kernel_init_freeable, kernel_init.
- ↑ v6.12 init/do_mounts.c, prepare_namespace.
- ↑ 4.0 4.1 v6.12 fs/exec.c, kernel_execve 및 bprm_execve.
- ↑ v6.12 arch/x86/kernel/process.c, ret_from_fork.
- ↑ v6.12 arch/x86/entry/entry_64.S, ret_from_fork_asm.
- ↑ v6.12 Documentation/filesystems/ramfs-rootfs-initramfs.rst, What is initramfs? 절.