Linux 系統啓動過程

linux 啓動時我們會看到許多啓動信息。

Linux 系統的啓動過程並不是大家想象中的那麼複雜，其過程可以分爲 5 個階段：

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 中設置的啓動設備（通常是硬盤）來啓動。

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啓動。

init 程序首先是需要讀取配置文件 /etc/inittab。

運行級別

許多程序需要開機啓動。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啓動的程序。

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

Linux 允許爲不同的場合，分配不同的開機啓動程序，這就叫做 "運行級別"（runlevel）。也就是說，啓動時根據 "運行級別"，確定要運行哪些程序。

Linux 系統有 7 個運行級別 (runlevel)：

系統初始化

在 init 的配置文件中有這麼一行：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 爲參數運行 / etc/rc.d/rc，/etc/rc.d/rc 是一個 Shell 腳本，它接受 5 作爲參數，去執行 / etc/rc.d/rc5.d / 目錄下的所有的 rc 啓動腳本，/etc/rc.d/rc5.d / 目錄中的這些啓動腳本實際上都是一些連接文件，而不是真正的 rc 啓動腳本，真正的 rc 啓動腳本實際上都是放在 / etc/rc.d/init.d / 目錄下。

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

/etc/rc.d/rc5.d / 中的 rc 啓動腳本通常是 K 或 S 開頭的連接文件，對於以 S 開頭的啓動腳本，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 / 下的文件作爲標誌)，則將首先以 stop 爲參數停止這些已經啓動了的守護進程，然後再重新運行。

這樣做是爲了保證是當 init 改變運行級別時，所有相關的守護進程都將重啓。

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啓動了。

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爲參數傳給 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：

對於運行級別爲 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 傳來的用戶名作爲用戶名參數。

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，這個六個窗口分別爲 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後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爲 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，不得已纔會關機。

正確的關機流程爲：sync > shutdown > reboot > halt

關機指令爲：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分鐘後關機，並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 系統立馬重啓

shutdown –r +10 系統十分鐘後重啓

reboot 就是重啓，等同於 shutdown –r now

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

最後總結一下，不管是重啓系統還是關閉系統，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 , 重啓系統的命令有 shutdown –r now reboot init 6。

參考文章：

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來源：https://mp.weixin.qq.com/s/CUS_CPyxOrItMrcblOWh9g

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