Linux 系統啟動過程

linux啟動時我們會看到許多啟動信息。

Linux系統的啟動過程併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。

init程序的類型：

• SysV: init, CentOS 5之前, 配置文件： /etc/inittab。
• Upstart: init,CentOS 6, 配置文件： /etc/inittab, /etc/init/*.conf。
• Systemd： systemd, CentOS 7,配置文件： /usr/lib/systemd/system、 /etc/systemd/system。

內核引導

當計算機打開電源後，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後，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，用於系統維護，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)，登陸後進入控製台命令行模式
• 運行級別4：系統未使用，保留
• 運行級別5：X11控製台，登陸後進入圖形GUI模式
• 運行級別6：系統正常關閉併重啟，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

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，對於以 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，而且已經處於運行態了(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，然後再重新運行。

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。

至於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執行完畢後，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

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

對於運行級別為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。登錄成功後可以直接進入 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。

然後 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，然後退出。

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 用戶可以在任何終端上登錄。

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

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分鐘後關機，併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 十分鐘後關機
shutdown –r now 系統立馬重啟
shutdown –r +10 系統十分鐘後重啟
reboot 就是重啟，等同於 shutdown –r now
halt 關閉系統，等同於shutdown –h now 和 poweroff