Linux 系統(tǒng)啟動(dòng)過程

linux啟動(dòng)時(shí)我們會(huì)看到許多啟動(dòng)信息。

Linux系統(tǒng)的啟動(dòng)過程并不是大家想象中的那么復(fù)雜，其過程可以分為5個(gè)階段：

• 內(nèi)核的引導(dǎo)。
• 運(yùn)行init。
• 系統(tǒng)初始化。
• 建立終端 。
• 用戶登錄系統(tǒng)。

內(nèi)核引導(dǎo)

當(dāng)計(jì)算機(jī)打開電源后，首先是BIOS開機(jī)自檢，按照BIOS中設(shè)置的啟動(dòng)設(shè)備（通常是硬盤）來啟動(dòng)。

操作系統(tǒng)接管硬件以后，首先讀入 /boot 目錄下的內(nèi)核文件。

運(yùn)行init

init 進(jìn)程是系統(tǒng)所有進(jìn)程的起點(diǎn)，你可以把它比擬成系統(tǒng)所有進(jìn)程的老祖宗，沒有這個(gè)進(jìn)程，系統(tǒng)中任何進(jìn)程都不會(huì)啟動(dòng)。

init 程序首先是需要讀取配置文件 /etc/inittab。

運(yùn)行級(jí)別

許多程序需要開機(jī)啟動(dòng)。它們?cè)赪indows叫做"服務(wù)"（service），在Linux就叫做"守護(hù)進(jìn)程"（daemon）。

init進(jìn)程的一大任務(wù)，就是去運(yùn)行這些開機(jī)啟動(dòng)的程序。

但是，不同的場(chǎng)合需要啟動(dòng)不同的程序，比如用作服務(wù)器時(shí)，需要啟動(dòng)Apache，用作桌面就不需要。

Linux允許為不同的場(chǎng)合，分配不同的開機(jī)啟動(dòng)程序，這就叫做"運(yùn)行級(jí)別"（runlevel）。也就是說，啟動(dòng)時(shí)根據(jù)"運(yùn)行級(jí)別"，確定要運(yùn)行哪些程序。

Linux系統(tǒng)有7個(gè)運(yùn)行級(jí)別(runlevel)：

• 運(yùn)行級(jí)別0：系統(tǒng)停機(jī)狀態(tài)，系統(tǒng)默認(rèn)運(yùn)行級(jí)別不能設(shè)為0，否則不能正常啟動(dòng)
• 運(yùn)行級(jí)別1：?jiǎn)斡脩艄ぷ鳡顟B(tài)，root權(quán)限，用于系統(tǒng)維護(hù)，禁止遠(yuǎn)程登陸
• 運(yùn)行級(jí)別2：多用戶狀態(tài)(沒有NFS)
• 運(yùn)行級(jí)別3：完全的多用戶狀態(tài)(有NFS)，登陸后進(jìn)入控制臺(tái)命令行模式
• 運(yùn)行級(jí)別4：系統(tǒng)未使用，保留
• 運(yùn)行級(jí)別5：X11控制臺(tái)，登陸后進(jìn)入圖形GUI模式
• 運(yùn)行級(jí)別6：系統(tǒng)正常關(guān)閉并重啟，默認(rèn)運(yùn)行級(jí)別不能設(shè)為6，否則不能正常啟動(dòng)

系統(tǒng)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(diào)用執(zhí)行了/etc/rc.d/rc.sysinit，而rc.sysinit是一個(gè)bash shell的腳本，它主要是完成一些系統(tǒng)初始化的工作，rc.sysinit是每一個(gè)運(yùn)行級(jí)別都要首先運(yùn)行的重要腳本。

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

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

這一行表示以5為參數(shù)運(yùn)行/etc/rc.d/rc，/etc/rc.d/rc是一個(gè)Shell腳本，它接受5作為參數(shù)，去執(zhí)行/etc/rc.d/rc5.d/目錄下的所有的rc啟動(dòng)腳本，/etc/rc.d/rc5.d/目錄中的這些啟動(dòng)腳本實(shí)際上都是一些連接文件，而不是真正的rc啟動(dòng)腳本，真正的rc啟動(dòng)腳本實(shí)際上都是放在/etc/rc.d/init.d/目錄下。

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

/etc/rc.d/rc5.d/中的rc啟動(dòng)腳本通常是K或S開頭的連接文件，對(duì)于以以S開頭的啟動(dòng)腳本，將以start參數(shù)來運(yùn)行。

而如果發(fā)現(xiàn)存在相應(yīng)的腳本也存在K打頭的連接，而且已經(jīng)處于運(yùn)行態(tài)了(以/var/lock/subsys/下的文件作為標(biāo)志)，則將首先以stop為參數(shù)停止這些已經(jīng)啟動(dòng)了的守護(hù)進(jìn)程，然后再重新運(yùn)行。

這樣做是為了保證是當(dāng)init改變運(yùn)行級(jí)別時(shí)，所有相關(guān)的守護(hù)進(jìn)程都將重啟。

至于在每個(gè)運(yùn)行級(jí)中將運(yùn)行哪些守護(hù)進(jìn)程，用戶可以通過chkconfig或setup中的"System Services"來自行設(shè)定。

建立終端

rc執(zhí)行完畢后，返回init。這時(shí)基本系統(tǒng)環(huán)境已經(jīng)設(shè)置好了，各種守護(hù)進(jìn)程也已經(jīng)啟動(dòng)了。

init接下來會(huì)打開6個(gè)終端，以便用戶登錄系統(tǒng)。在inittab中的以下6行就是定義了6個(gè)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

從上面可以看出在2、3、4、5的運(yùn)行級(jí)別中都將以respawn方式運(yùn)行mingetty程序，mingetty程序能打開終端、設(shè)置模式。

同時(shí)它會(huì)顯示一個(gè)文本登錄界面，這個(gè)界面就是我們經(jīng)常看到的登錄界面，在這個(gè)登錄界面中會(huì)提示用戶輸入用戶名，而用戶輸入的用戶將作為參數(shù)傳給login程序來驗(yàn)證用戶的身份。

用戶登錄系統(tǒng)

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(duì)于運(yùn)行級(jí)別為5的圖形方式用戶來說，他們的登錄是通過一個(gè)圖形化的登錄界面。登錄成功后可以直接進(jìn)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(dāng)我們看到mingetty的登錄界面時(shí)，我們就可以輸入用戶名和密碼來登錄系統(tǒng)了。

Linux的賬號(hào)驗(yàn)證程序是login，login會(huì)接收mingetty傳來的用戶名作為用戶名參數(shù)。

然后login會(huì)對(duì)用戶名進(jìn)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(nèi)容，然后退出。

這通常用來系統(tǒng)維護(hù)時(shí)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(gè)文件，則root可以在任何終端上登錄。

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

在分析完用戶名后，login將搜索/etc/passwd以及/etc/shadow來驗(yàn)證密碼以及設(shè)置賬戶的其它信息，比如：主目錄是什么、使用何種shell。如果沒有指定主目錄，將默認(rèn)為根目錄；如果沒有指定shell，將默認(rèn)為/bin/bash。

圖形模式與文字模式的切換方式

Linux預(yù)設(shè)提供了六個(gè)命令窗口終端機(jī)讓我們來登錄。

默認(rèn)我們登錄的就是第一個(gè)窗口，也就是tty1，這個(gè)六個(gè)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(rèn)情況下是進(jìn)入圖形界面的，此時(shí)你就可以按Ctrl + Alt + F1 ~ F6來進(jìn)入其中一個(gè)命令窗口界面。

當(dāng)你進(jìn)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(jī)，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(qǐng)按Alt + Shift + Ctrl + F1~F6 切換至命令窗口。

Linux 關(guān)機(jī)

在linux領(lǐng)域內(nèi)大多用在服務(wù)器上，很少遇到關(guān)機(jī)的操作。畢竟服務(wù)器上跑一個(gè)服務(wù)是永無止境的，除非特殊情況下，不得已才會(huì)關(guān)機(jī)。

正確的關(guān)機(jī)流程為：sync > shutdown > reboot > halt

關(guān)機(jī)指令為：shutdown ，你可以man shutdown 來看一下幫助文檔。

例如你可以運(yùn)行如下命令關(guān)機(jī)：

sync 將數(shù)據(jù)由內(nèi)存同步到硬盤中。

shutdown 關(guān)機(jī)指令，你可以man shutdown 來看一下幫助文檔。例如你可以運(yùn)行如下命令關(guān)機(jī)：

shutdown –h 10 ‘This server will shutdown after 10 mins’ 這個(gè)命令告訴大家，計(jì)算機(jī)將在10分鐘后關(guān)機(jī)，并且會(huì)顯示在登陸用戶的當(dāng)前屏幕中。

Shutdown –h now 立馬關(guān)機(jī)

Shutdown –h 20:25 系統(tǒng)會(huì)在今天20:25關(guān)機(jī)

Shutdown –h +10 十分鐘后關(guān)機(jī)

Shutdown –r now 系統(tǒng)立馬重啟

Shutdown –r +10 系統(tǒng)十分鐘后重啟

reboot 就是重啟，等同于 shutdown –r now

halt 關(guān)閉系統(tǒng)，等同于shutdown –h now 和 poweroff

最后總結(jié)一下，不管是重啟系統(tǒng)還是關(guān)閉系統(tǒng)，首先要運(yùn)行sync命令，把內(nèi)存中的數(shù)據(jù)寫到磁盤中。

關(guān)機(jī)的命令有 ?shutdown –h now? ?、halt?、 ?poweroff ?和 ?init 0? , 重啟系統(tǒng)的命令有 ?shutdown –r now? 、 ?reboot ?和 ?init 6?.