请教linux的启动过程

第一步、加载内核

*** 作系统接管硬件以后，首先读入 /boot 目录下的内核文件。

以我的电脑为例，/boot 目录下面大概是这样一些文件：

$ ls /boot

config-3.2.0-3-amd64

config-3.2.0-4-amd64

grub

initrd.img-3.2.0-3-amd64

initrd.img-3.2.0-4-amd64

System.map-3.2.0-3-amd64

System.map-3.2.0-4-amd64

vmlinuz-3.2.0-3-amd64

vmlinuz-3.2.0-4-amd64

第二步、启动初始化进程

内核文件加载以后，就开始运行第一个程序 /sbin/init，它的作用是初始化系统环境。

由于init是第一个运行的程序，它的进程编号（pid）就是1。其他所有进程都从它衍生，都是它的子进程。

第三步、确定运行级别

许多程序需要开机启动。它们在Windows叫做"服务"（service），在Linux就叫做"守护进程"（daemon）。

init进程的一大任务，就是去运行这些开机启动的程序。但是，不同的场合需要启动不同的程序，比如用作服务器时，需要启动Apache，用作桌面就不需要。Linux允许为不同的场合，分配不同的开机启动程序，这就叫做"运行级别"（runlevel）。也就是说，启动时根据"运行级别"，确定要运行哪些程序。

Linux预置七种运行级别（0-6）。一般来说，0是关机，1是单用户模式（也就是维护模式），6是重启。运行级别2-5，各个发行版不太一样，对于Debian来说，都是同样的多用户模式（也就是正常模式）。

init进程首先读取文件 /etc/inittab，它是运行级别的设置文件。如果你打开它，可以看到第一行是这样的：

id:2:initdefault:

initdefault的值是2，表明系统启动时的运行级别为2。如果需要指定其他级别，可以手动修改这个值。

那么，运行级别2有些什么程序呢，系统怎么知道每个级别应该加载哪些程序呢？......回答是每个运行级别在/etc目录下面，都有一个对应的子目录，指定要加载的程序。

/etc/rc0.d

/etc/rc1.d

/etc/rc2.d

/etc/rc3.d

/etc/rc4.d

/etc/rc5.d

/etc/rc6.d

上面目录名中的"rc"，表示run command（运行程序），最后的d表示directory（目录）。下面让我们看看 /etc/rc2.d 目录中到底指定了哪些程序。

$ ls /etc/rc2.d

README

S01motd

S13rpcbind

S14nfs-common

S16binfmt-support

S16rsyslog

S16sudo

S17apache2

S18acpid

...

可以看到，除了第一个文件README以外，其他文件名都是"字母S+两位数字+程序名"的形式。字母S表示Start，也就是启动的意思（启动脚本的运行参数为start），如果这个位置是字母K，就代表Kill（关闭），即如果从其他运行级别切换过来，需要关闭的程序（启动脚本的运行参数为stop）。后面的两位数字表示处理顺序，数字越小越早处理，所以第一个启动的程序是motd，然后是rpcbing、nfs......数字相同时，则按照程序名的字母顺序启动，所以rsyslog会先于sudo启动。

这个目录里的所有文件（除了README），就是启动时要加载的程序。如果想增加或删除某些程序，不建议手动修改 /etc/rcN.d 目录，最好是用一些专门命令进行管理（参考这里和这里）。

第四步、加载开机启动程序

前面提到，七种预设的"运行级别"各自有一个目录，存放需要开机启动的程序。不难想到，如果多个"运行级别"需要启动同一个程序，那么这个程序的启动脚本，就会在每一个目录里都有一个拷贝。这样会造成管理上的困扰：如果要修改启动脚本，岂不是每个目录都要改一遍？

Linux的解决办法，就是七个 /etc/rcN.d 目录里列出的程序，都设为链接文件，指向另外一个目录 /etc/init.d ，真正的启动脚本都统一放在这个目录中。init进程逐一加载开机启动程序，其实就是运行这个目录里的启动脚本。

下面就是链接文件真正的指向。

$ ls -l /etc/rc2.d

README

S01motd ->../init.d/motd

S13rpcbind ->../init.d/rpcbind

S14nfs-common ->../init.d/nfs-common

S16binfmt-support ->../init.d/binfmt-support

S16rsyslog ->../init.d/rsyslog

S16sudo ->../init.d/sudo

S17apache2 ->../init.d/apache2

S18acpid ->../init.d/acpid

...

这样做的另一个好处，就是如果你要手动关闭或重启某个进程，直接到目录 /etc/init.d 中寻找启动脚本即可。比如，我要重启Apache服务器，就运行下面的命令：

$ sudo /etc/init.d/apache2 restart

/etc/init.d 这个目录名最后一个字母d，是directory的意思，表示这是一个目录，用来与程序 /etc/init 区分。

第五步、用户登录

开机启动程序加载完毕以后，就要让用户登录了。

一般来说，用户的登录方式有三种：

（1）命令行登录

（2）ssh登录

（3）图形界面登录

这三种情况，都有自己的方式对用户进行认证。

（1）命令行登录：init进程调用getty程序（意为get teletype），让用户输入用户名和密码。输入完成后，再调用login程序，核对密码（Debian还会再多运行一个身份核对程序/etc/pam.d/login）。如果密码正确，就从文件 /etc/passwd 读取该用户指定的shell，然后启动这个shell。

（2）ssh登录：这时系统调用sshd程序（Debian还会再运行/etc/pam.d/ssh ），取代getty和login，然后启动shell。

（3）图形界面登录：init进程调用显示管理器，Gnome图形界面对应的显示管理器为gdm（GNOME Display Manager），然后用户输入用户名和密码。如果密码正确，就读取/etc/gdm3/Xsession，启动用户的会话。

第六步、进入 login shell

所谓shell，简单说就是命令行界面，让用户可以直接与 *** 作系统对话。用户登录时打开的shell，就叫做login shell。

Debian默认的shell是Bash，它会读入一系列的配置文件。上一步的三种情况，在这一步的处理，也存在差异。

（1）命令行登录：首先读入 /etc/profile，这是对所有用户都有效的配置；然后依次寻找下面三个文件，这是针对当前用户的配置。

~/.bash_profile

~/.bash_login

~/.profile

需要注意的是，这三个文件只要有一个存在，就不再读入后面的文件了。比如，要是 ~/.bash_profile 存在，就不会再读入后面两个文件了。

（2）ssh登录：与第一种情况完全相同。

（3）图形界面登录：只加载 /etc/profile 和 ~/.profile。也就是说，~/.bash_profile 不管有没有，都不会运行。

第七步，打开 non-login shell

老实说，上一步完成以后，Linux的启动过程就算结束了，用户已经可以看到命令行提示符或者图形界面了。但是，为了内容的完整，必须再介绍一下这一步。

用户进入 *** 作系统以后，常常会再手动开启一个shell。这个shell就叫做 non-login shell，意思是它不同于登录时出现的那个shell，不读取/etc/profile和.profile等配置文件。

non-login shell的重要性，不仅在于它是用户最常接触的那个shell，还在于它会读入用户自己的bash配置文件 ~/.bashrc。大多数时候，我们对于bash的定制，都是写在这个文件里面的。

你也许会问，要是不进入 non-login shell，岂不是.bashrc就不会运行了，因此bash 也就不能完成定制了？事实上，Debian已经考虑到这个问题了，请打开文件 ~/.profile，可以看到下面的代码：

if [ -n "$BASH_VERSION" ]then

if [ -f "$HOME/.bashrc" ]then

. "$HOME/.bashrc"

fi

fi

上面代码先判断变量 $BASH_VERSION 是否有值，然后判断主目录下是否存在 .bashrc 文件，如果存在就运行该文件。第三行开头的那个点，是source命令的简写形式，表示运行某个文件，写成"source ~/.bashrc"也是可以的。

因此，只要运行～/.profile文件，～/.bashrc文件就会连带运行。但是上一节的第一种情况提到过，如果存在～/.bash_profile文件，那么有可能不会运行～/.profile文件。解决这个问题很简单，把下面代码写入.bash_profile就行了。

if [ -f ~/.profile ]then

. ~/.profile

fi

这样一来，不管是哪种情况，.bashrc都会执行，用户的设置可以放心地都写入这个文件了。

Bash的设置之所以如此繁琐，是由于历史原因造成的。早期的时候，计算机运行速度很慢，载入配置文件需要很长时间，Bash的作者只好把配置文件分成了几个部分，阶段性载入。系统的通用设置放在 /etc/profile，用户个人的、需要被所有子进程继承的设置放在.profile，不需要被继承的设置放在.bashrc。

顺便提一下，除了Linux以外， Mac OS X 使用的shell也是Bash。但是，它只加载.bash_profile，然后在.bash_profile里面调用.bashrc。而且，不管是ssh登录，还是在图形界面里启动shell窗口，都是如此。

一、启动内核

首先介绍启动内核部分。电脑启动时，BIOS装载MBR，然后从当前活动分区启动，LILO获得引

导过程的控制权后，会显示LILO提示符。此时如果用户不进行任何 *** 作，LILO将在等待制定

时间后自动引导默认的 *** 作系统，而如果在此期间按下TAB键，则可以看到一个可引导的 *** 作

系统列表，选择相应的 *** 作系统名称就能进入相应的 *** 作系统。

当用户选择启动LINUX *** 作系统时，LILO就会根据事先设置好的信息从ROOT文件系统所在的分

区读取LINUX映象，然后装入内核映象并将控制权交给LINUX内核。LINUX内核获得控制权后，

以如下步骤继续引导系统：

1. LINUX内核一般是压缩保存的，因此，它首先要进行自身的解压缩。内核映象前面的一些

代码完成解压缩。

2. 如果系统中安装有可支持特殊文本模式的、且LINUX可识别的SVGA卡，LINUX会提示用户

选择适当的文本显示模式。但如果在内核的编译过程中预先设置了文本模式，则不会提示选

择显示模式。该显示模式可通过LILO或RDEV工具程序设置。

3. 内核接下来检测其他的硬件设备，例如硬盘、软盘和网卡等，并对相应的设备驱动程序

进行配置。这时，显示器上出现内核运行输出的一些硬件信息。

4. 接下来，内核装载ROOT文件系统。ROOT文件系统的位置可在编译内核时指定，也可通过

LILO或RDEV指定。文件系统的类型可自动检测。如果由于某些原因装载失败，则内核启动

失败，最终会终止系统。

二、执行init程序

其次介绍init程序，利用init程序可以方便地定制启动其间装入哪些程序。init的任务是

启动新进程和退出时重新启动其它进程。例如，在大多数Linux系统中，启动时最初装入

六个虚拟的控制台进程，退出控制台窗口时，进程死亡，然后init启动新的虚拟登录控制台，

因而总是提供六个虚拟登陆控控制台进程。

控制init程序 *** 作的规则存放在文件/etc/inittab中。Red Hat Linux缺省的inittab文

件如下：

#

#inittab This file describes how the INIT process should set up the system in a certain

#run-level.

#

#

#Default runlevel.The runlevels used by RHS are:

#0-halt(Do NOT set initdefault to this)

#1-Single user mode

#2-Multiuser,without NFS(the same as 3,if you do not have networking)

#3-Full multiuser mode

#4-unused

#5-X11

#6-reboot(Do NOT set initdefault to this)

#

id:3:initdefault:

#system initialization

si::sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit

10:0:wait:/etc/rc.d/rc 0

11:1:wait:/etc/rc.d/rc 1

12:2:wait:/etc/rc.d/rc 2

13:3:wait:/etc/rc.d/rc 3

14:4:wait:/etc/rc.d/rc 4

15:5:wait:/etc/rc.d/rc 5

16:6:wait:/etc/rc.d/rc 6

#Things to run in every runlevel

ud:once:/sbin/update

#Trap CTRL-ALT-DELETE

ca::ctrlaltdel:/sbin/shutdown -t3 -r now

#When our UPS tells us power has failed,assume we have a few minutes of

power left.Schedule a

#shutdown for 2 minutes from now.

#This does,of course,assume you have powered installed and your UPS

connected and working

#correctly.

pf::powerfail:/sbin/shutdown -f -h +2 "Power RestoredShutdown Cancelled"

#Run gettys in standard runlevels

1:12345:respawn:/sbin/minggetty tty1

2:2345:respawn:/sbin/minggetty tty2

3:2345:respawn:/sbin/minggetty tty3

4:2345:respawn:/sbin/minggetty tty4

5:2345:respawn:/sbin/minggetty tty5

6:2345:respawn:/sbin/minggetty tty6

#Run xdm in runlevel 5

x:5:respawn:/usr/bin/X11/xdm -nodaemon

Linux有个运行级系统，运行级是表示系统当前状态和init应运行哪个进程并保持在这种

系统状态中运行的数字。在inittab文件中，第一个项目指定启动时装入的缺省运行级。

上例中是个多用户控制台方式，运行级为3。然后，inittab文件中每个项目指定第二个

字段的项目用哪种运行级(每个字段用冒号分开)。因此，对运行级3，下列行是相关的：

13:3:wait:/etc/rc.d/rc 3

1:12345:respawn:/sbin/minggetty tty1

2:2345:respawn:/sbin/minggetty tty2

3:2345:respawn:/sbin/minggetty tty3

4:2345:respawn:/sbin/minggetty tty4

5:2345:respawn:/sbin/minggetty tty5

6:2345:respawn:/sbin/minggetty tty6

最后六行建立Linux提供的六个虚拟控制台。第一行运行启动脚本/etc/rc.d/ rc 3；

这将运行目录/etc/

rc.d/rc3.d中包含的所有脚本，这些脚本表示系统初始化时要启动的程序。一般来说，

这些脚本不需要编辑或改变，是系统缺省的。

Linux系统启动的大致过程

Linux *** 作系统是基于UNIX *** 作系统发展而来的一种克隆系统，它诞生于1991 年的 [Linux桌面] 10 月5 日。下面我准备了关于Linux系统启动的大致过程，提供给大家参考!

第一阶段：BIOS启动引导阶段

在该过程中实现硬件的.初始化以及查找启动介质

从MBR中装载启动引导管理器(GRUB)并运行该启动引导管理

第二阶段：GRUB启动引导阶段

装载stage1

装载stage1.5

装载stage2

读取/boot/grub.conf文件并显示启动菜单

装载所选的kernel和initrd文件到内存中

第三阶段：内核阶段：

运行内核启动参数

解压initrd文件并挂载initd文件系统，装载必须的驱动

挂载根文件系统

第四阶段：Sys V init初始化阶段：

启动/sbin/init程序

运行rc.sysinit脚本，设置系统环境，启动swap分区，检查和挂载文件系统

读取/etc/inittab文件，运行在/et/rc.d/rc<#>.d中定义的不同运行级别的服务初始化脚本

打开字符终端1-6号控制台/打开图形显示管理的7号控制台

同时在上述过程中各阶段所需要读取的文件和 *** 作的对象：

BIOS启动引导阶段 GRUB启动引导阶段 内核阶段 /init/sysinit阶段

====================================================================================

None /boot/grub/grub.conf /boot/vmlinuz- /etc/rc.d/rc.sysinit

/boot/grub/stage1_5 /boot/initrd- /etc/inittab

/boot/grub/stage2 /etc/rc.d/rc<#>.d

/etc/rc.d/init.d/*

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