Linux 系統啟動過程

概述

內核引導

運行init

運行級別

系統初始化

建立終端

用戶登錄系統

圖形模式與文字模式的切換方式

linux 關機

概述

linux啟動時我們會看到許多啟動信息。

Linux系統的啟動過程并不是大家想象中的那么復雜，其過程可以分為5個階段：

內核的引導。

運行init。

系統初始化。

建立終端 。

用戶登錄系統。

內核引導

當計算機打開電源后，首先是BIOS開機自檢，按照BIOS中設置的啟動設備（通常是硬盤）來啟動。

操作系統接管硬件以后，首先讀入 /boot 目錄下的內核文件。

運行init

init 進程是系統所有進程的起點，你可以把它比擬成系統所有進程的老祖宗，沒有這個進程，系統中任何進程都不會啟動。

init 程序首先是需要讀取配置文件 /etc/inittab。

運行級別

許多程序需要開機啟動。它們在Windows叫做”服務”（service），在Linux就叫做”守護進程”（daemon）。

init進程的一大任務，就是去運行這些開機啟動的程序。

但是，不同的場合需要啟動不同的程序，比如用作服務器時，需要啟動Apache，用作桌面就不需要。

Linux允許為不同的場合，分配不同的開機啟動程序，這就叫做”運行級別”（runlevel）。也就是說，啟動時根據”運行級別”，確定要運行哪些程序。

Linux系統有7個運行級別(runlevel)：

運行級別0：系統停機狀態，系統默認運行級別不能設為0，否則不能正常啟動

運行級別1：單用戶工作狀態，root權限，用于系統維護，禁止遠程登陸

運行級別2：多用戶狀態(沒有NFS)

運行級別3：完全的多用戶狀態(有NFS)，登陸后進入控制臺命令行模式

運行級別4：系統未使用，保留

運行級別5：X11控制臺，登陸后進入圖形GUI模式

運行級別6：系統正常關閉并重啟，默認運行級別不能設為6，否則不能正常啟動

系統初始化

在init的配置文件中有這么一行： si::sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit　它調用執行了/etc/rc.d/rc.sysinit，而rc.sysinit是一個bash shell的腳本，它主要是完成一些系統初始化的工作，rc.sysinit是每一個運行級別都要首先運行的重要腳本。

它主要完成的工作有：激活交換分區，檢查磁盤，加載硬件模塊以及其它一些需要優先執行任務。

l5:5:wait:/etc/rc.d/rc 5

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這一行表示以5為參數運行/etc/rc.d/rc，/etc/rc.d/rc是一個Shell腳本，它接受5作為參數，去執行/etc/rc.d/rc5.d/目錄下的所有的rc啟動腳本，/etc/rc.d/rc5.d/目錄中的這些啟動腳本實際上都是一些連接文件，而不是真正的rc啟動腳本，真正的rc啟動腳本實際上都是放在/etc/rc.d/init.d/目錄下。

而這些rc啟動腳本有著類似的用法，它們一般能接受start、stop、restart、status等參數。

/etc/rc.d/rc5.d/中的rc啟動腳本通常是K或S開頭的連接文件，對于以以S開頭的啟動腳本，將以start參數來運行。

而如果發現存在相應的腳本也存在K打頭的連接，而且已經處于運行態了(以/var/lock/subsys/下的文件作為標志)，則將首先以stop為參數停止這些已經啟動了的守護進程，然后再重新運行。

這樣做是為了保證是當init改變運行級別時，所有相關的守護進程都將重啟。

至于在每個運行級中將運行哪些守護進程，用戶可以通過chkconfig或setup中的”System Services”來自行設定。

建立終端

rc執行完畢后，返回init。這時基本系統環境已經設置好了，各種守護進程也已經啟動了。

init接下來會打開6個終端，以便用戶登錄系統。在inittab中的以下6行就是定義了6個終端：

1:2345:respawn:/sbin/mingetty tty1 2:2345:respawn:/sbin/mingetty tty2 3:2345:respawn:/sbin/mingetty tty3 4:2345:respawn:/sbin/mingetty tty4 5:2345:respawn:/sbin/mingetty tty5 6:2345:respawn:/sbin/mingetty tty6

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從上面可以看出在2、3、4、5的運行級別中都將以respawn方式運行mingetty程序，mingetty程序能打開終端、設置模式。

同時它會顯示一個文本登錄界面，這個界面就是我們經常看到的登錄界面，在這個登錄界面中會提示用戶輸入用戶名，而用戶輸入的用戶將作為參數傳給login程序來驗證用戶的身份。

用戶登錄系統

一般來說，用戶的登錄方式有三種：

（1）命令行登錄

（2）ssh登錄

（3）圖形界面登錄

對于運行級別為5的圖形方式用戶來說，他們的登錄是通過一個圖形化的登錄界面。登錄成功后可以直接進入KDE、Gnome等窗口管理器。

而本文主要講的還是文本方式登錄的情況：當我們看到mingetty的登錄界面時，我們就可以輸入用戶名和密碼來登錄系統了。

Linux的賬號驗證程序是login，login會接收mingetty傳來的用戶名作為用戶名參數。

然后login會對用戶名進行分析：如果用戶名不是root，且存在/etc/nologin文件，login將輸出nologin文件的內容，然后退出。

這通常用來系統維護時防止非root用戶登錄。只有/etc/securetty中登記了的終端才允許root用戶登錄，如果不存在這個文件，則root可以在任何終端上登錄。

/etc/usertty文件用于對用戶作出附加訪問限制，如果不存在這個文件，則沒有其他限制。

圖形模式與文字模式的切換方式

Linux預設提供了六個命令窗口終端機讓我們來登錄。

默認我們登錄的就是第一個窗口，也就是tty1，這個六個窗口分別為tty1,tty2 … tty6，你可以按下Ctrl + Alt + F1 ~ F6 來切換它們。

如果你安裝了圖形界面，默認情況下是進入圖形界面的，此時你就可以按Ctrl + Alt + F1 ~ F6來進入其中一個命令窗口界面。

當你進入命令窗口界面后再返回圖形界面只要按下Ctrl + Alt + F7 就回來了。

如果你用的vmware 虛擬機，命令窗口切換的快捷鍵為 Alt + Space + F1~F6. 如果你在圖形界面下請按Alt + Shift + Ctrl + F1~F6 切換至命令窗口。

Linux 關機

在linux領域內大多用在服務器上，很少遇到關機的操作。畢竟服務器上跑一個服務是永無止境的，除非特殊情況下，不得已才會關機。

正確的關機流程為：sysnc > shutdown > reboot > halt

關機指令為：shutdown ，你可以man shutdown 來看一下幫助文檔。

例如你可以運行如下命令關機：

sync 將數據由內存同步到硬盤中。

shutdown 關機指令，你可以man shutdown 來看一下幫助文檔。例如你可以運行如下命令關機：

shutdown –h 10 ‘This server will shutdown after 10 mins’ 這個命令告訴大家，計算機將在10分鐘后關機，并且會顯示在登陸用戶的當前屏幕中。

shutdown –h now 立馬關機 shutdown –h 20:25 系統會在今天20:25關機 shutdown –h +10 十分鐘后關機 shutdown –r now 系統立馬重啟 shutdown –r +10 系統十分鐘后重啟 reboot 就是重啟，等同于 shutdown –r now

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halt 關閉系統，等同于shutdown –h now 和 poweroff

最后總結一下，不管是重啟系統還是關閉系統，首先要運行sync命令，把內存中的數據寫到磁盤中。

關機的命令有 shutdown –h now ,halt, poweroff 和 init 0 ,

重啟系統的命令有 shutdown –r now ,,reboot ,init 6.

Linux 任務調度

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