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详解Linux系统开机后的启动过程

网络知识 2023-02-09 13:14www.1681989.comseo网站推广

Lux的启动其实和wdows的启动过程很类似，不过wdows我们是无法看到启动信息的，而lux启动时我们会看到许多启动信息，例如某个服务是否启动。

Lux系统的启动过程大体上可分为五部分内核的引导；运行it；系统初始化；建立终端 ；用户登录系统。

A 内核引导

当计算机打开电源后，是BIOS开机自检，按照BIOS中设置的启动设备（通常是硬盘）来启动。紧接着由启动设备上的grub程序开始引导lux，当引导程序成功完成引导任务后，Lux从它们手中接管了CPU的控制权，然后CPU就开始执行Lux的核心映象代码，开始了Lux启动过程。也就是所谓的内核引导开始了，在内核引导过程中其实是很复杂的，我们就当它是一个黑匣子，反正是lux内核做了一些列工作，内核调用加载了it程序，至此内核引导的工作就完成了。交给了下一个主角it。

B 运行it

it 进程是系统所有进程的起点，你可以把它比拟成系统所有进程的老祖宗，没有这个进程，系统中任何进程都不会启动。it 程序是需要读取配置文件 /etc/ittab。ittab是一个不可执行的文本文件，它有若干行指令所组成。具体内容如下（你可以在你的lux上执行命令 cat /etc/ittab 这样获得）

　　
复制代码

代码如下:
# ittab This file describes how the INIT process should set up
　　# the system a certa run-level.
　　#
　　# Author: Miquel van Smoorenburg,
　　# Modified for RHS Lux by Marc Ewg and Donnie Barnes
　　#
　　# Default runlevel. The runlevels used by RHS are:
　　# 0 - halt (Do NOT set itdefault to this)
　　# 1 - Sgle user mode
　　# 2 - Multiuser, without NFS (The same as 3, if you do not haveworkg)
　　# 3 - Full multiuser mode
　　# 4 - unused
　　# 5 - X11
　　# 6 - reboot (Do NOT set itdefault to this)
　　#
　　###表示当前缺省运行级别为5(itdefault)；
　　id:5:itdefault:
　　###启动时自动执行/etc/rc.d/rc.sysit脚本(sysit)
　　# System itialization.
　　si::sysit:/etc/rc.d/rc.sysit
　　l0:0:wait:/etc/rc.d/rc 0
　　l1:1:wait:/etc/rc.d/rc 1
　　l2:2:wait:/etc/rc.d/rc 2
　　l3:3:wait:/etc/rc.d/rc 3
　　l4:4:wait:/etc/rc.d/rc 4
　　###当运行级别为5时，以5为参数运行/etc/rc.d/rc脚本，it将等待其返回(wait)
　　l5:5:wait:/etc/rc.d/rc 5
　　l6:6:wait:/etc/rc.d/rc 6
　　###在启动过程中允许按CTRL-ALT-DELETE重启系统
　　# Trap CTRL-ALT-DELETE
　　ca::ctrlaltdel:/sb/shutdown -t3 -r now
　　# When our UPS tells us power has failed, assume we have a few mutes
　　# of power left. Schedule a shutdown for 2 mutes from now.
　　# This does, of course, assume you have powerd stalled and your
　　# UPS connected and workg correctly.
　　pf::powerfail:/sb/shutdown -f -h +2 "Power Failure; System Shuttg Down"
　　# If power was restored before the shutdown kicked , cancel it.
　　pr:12345:powerokwait:/sb/shutdown -c "Power Restored; Shutdown Cancelled"
　　###在2、3、4、5级别上以ttyX为参数执行/sb/mgetty程序，打开ttyX终端用于用户登录，
　　###如果进程退出则运行mgetty程序(respawn)
　　# Run gettys standard runlevels
　　1:2345:respawn:/sb/mgetty tty1
　　2:2345:respawn:/sb/mgetty tty2
　　3:2345:respawn:/sb/mgetty tty3
　　4:2345:respawn:/sb/mgetty tty4
　　5:2345:respawn:/sb/mgetty tty5
　　6:2345:respawn:/sb/mgetty tty6
　　###在5级别上运行xdm程序，提供xdm图形方式登录界面，并在退出时重新执行(respawn)
　　# Run xdm runlevel 5
　　x:5:respawn:/etc/X11/prefdm -nodaemon

以上面的ittab文件为例，来说明一下ittab的格式。其中以#开始的行是注释行，除了注释行之外，每一行都有以下格式
　　
复制代码

代码如下:
id:runlevel:action:process

　　对上面各项的详细解释如下

1. id

　　id是指入口标识符，它是一个字符串，对于getty或mgetty等其他log程序项，要求id与tty的编号相同，否则getty程序将不能正常工作。
2. Runlevel

runlevel是it所处于的运行级别的标识，一般使用0－6以及S或s。0、1、6运行级别被系统保留其中0作为shutdown动作，1作为重启至单用户模式，6为重启；S和s意义相同，表示单用户模式，且无需ittab文件，也不在ittab中出现，实际上，进入单用户模式时，it直接在控制台（/dev/console）上运行/sb/sulog。在一般的系统实现中，都使用了2、3、4、5几个级别，在CentOS系统中，2表示无NFS支持的多用户模式，3表示完全多用户模式（也是最常用的级别），4保留给用户自定义，5表示XDM图形登录方式。7－9级别也是可以使用的，传统的Unix系统没有定义这几个级别。runlevel可以是并列的多个值，以匹配多个运行级别，对大多数action来说，仅当runlevel与当前运行级别匹配成功才会执行。
3. action
　　action是描述其后的process的运行方式的。action可取的值包括itdefault、sysit、boot、bootwait等　itdefault是一个特殊的action值，用于标识缺省的启动级别；当it由核心激活以后，它将读取ittab中的itdefault项，取得其中的runlevel，并作为当前的运行级别。如果没有ittab文件，或者其中没有itdefault项，it将在控制台上请求输入runlevel。　　sysit、boot、bootwait等action将在系统启动时无条件运行，而忽略其中的runlevel。其余的action（不含itdefault）都与某个runlevel相关。各个action的定义在ittab的man手册中有详细的描述。
4. process
　　process为具体的执行程序。程序后面可以带参数。

Tips: 如果你看不懂这个文件，没有关系，随着你对lux的深入了解，你再回过头看这个文件你就会豁然开朗的。你现在必须要明白runlevel的各个级别的含义。

C 系统初始化

在it的配置文件中有这么一行 si::sysit:/etc/rc.d/rc.sysit　它调用执行了/etc/rc.d/rc.sysit，而rc.sysit是一个bash shell的脚本，它主要是完成一些系统初始化的工作，rc.sysit是每一个运行级别都要运行的重要脚本。它主要完成的工作有激活交换分区，检查磁盘，加载硬件模块以及其它一些需要优先执行任务。

rc.sysit约有850多行，每个单一的功能还是比较简单，而且带有注释，建议有兴趣的用户可以自行阅读自己机器上的该文件，以了解系统初始化所详细情况。由于此文件较长，所以不在本文中列出来，也不做具体的介绍。当rc.sysit程序执行完毕后，将返回it继续下一步。通常接下来会执行到/etc/rc.d/rc程序。以运行级别3为例，it将执行配置文件ittab中的以下这行
　　l5:5:wait:/etc/rc.d/rc 5
　这一行表示以5为参数运行/etc/rc.d/rc，/etc/rc.d/rc是一个Shell脚本，它接受5作为参数，去执行/etc/rc.d/rc5.d/目录下的所有的rc启动脚本，/etc/rc.d/rc5.d/目录中的这些启动脚本实际上都是一些连接文件，而不是真正的rc启动脚本，真正的rc启动脚本实际上都是放在/etc/rc.d/it.d/目录下。而这些rc启动脚本有着类似的用法，它们一般能接受start、s、restart、status等参数。

/etc/rc.d/rc5.d/中的rc启动脚本通常是K或S开头的连接文件，对于以以S开头的启动脚本，将以start参数来运行。而如果发现存在相应的脚本也存在K打头的连接，而且已经处于运行态了(以/var/lock/subsys/下的文件作为标志)，则将以s为参数停止这些已经启动了的守护进程，然后再重新运行。这样做是为了保证是当it改变运行级别时，所有相关的守护进程都将重启。

至于在每个运行级中将运行哪些守护进程，用户可以通过chkconfig或setup中的"System Services"来自行设定。

D 建立终端

rc执行完毕后，返回it。这时基本系统环境已经设置好了，各种守护进程也已经启动了。it接下来会打开6个终端，以便用户登录系统。在ittab中的以下6行就是定义了6个终端
　　
复制代码代码如下:1:2345:respawn:/sb/mgetty tty1
　　2:2345:respawn:/sb/mgetty tty2
　　3:2345:respawn:/sb/mgetty tty3
　　4:2345:respawn:/sb/mgetty tty4
　　5:2345:respawn:/sb/mgetty tty5
　　6:2345:respawn:/sb/mgetty tty6
　
　从上面可以看出在2、3、4、5的运行级别中都将以respawn方式运行mgetty程序，mgetty程序能打开终端、设置模式。它会显示一个文本登录界面，这个界面就是我们经常看到的登录界面，在这个登录界面中会提示用户输入用户名，而用户输入的用户将作为参数传给log程序来验
证用户的身份。

E 用户登录系统

对于运行级别为5的图形方式用户来说，他们的登录是通过一个图形化的登录界面。登录成功后可以直接进入KDE、Gnome等窗口管理器。而本文主要讲的还是文本方式登录的情况当我们看到mgetty的登录界面时，我们就可以输入用户名和密码来登录系统了。

Lux的账号验证程序是log，log会接收mgetty传来的用户名作为用户名参数。然后log会对用户名进行分析如果用户名不是root，且存在/etc/nolog文件，log将输出nolog文件的内容，然后退出。这通常用来系统维护时防止非root用户登录。只有/etc/securetty中登记了的终端才允许root用户登录，如果不存在这个文件，则root可以在任何终端上登录。/etc/usertty文件用于对用户作出附加访问限制，如果不存在这个文件，则没有其他限制。

在分析完用户名后，log将搜索/etc/passwd以及/etc/shadow来验证密码以及设置账户的其它信息，比如主目录是什么、使用何种shell。如果没有指定主目录，将默认为根目录；如果没有指定shell，将默认为/b/bash。

log程序成功后，会向对应的终端在输出最近一次登录的信息(在/var/log/lastlog中有记录)，并检查用户是否有新邮件(在/usr/spool/mail/的对应用户名目录下)。然后开始设置各种环境变量对于bash来说，系统寻找/etc/profile脚本文件，并执行它；然后如果用户的主目录中存在.bash_profile文件，就执行它，在这些文件中又可能调用了其它配置文件，所有的配置文件执行后后，各种环境变量也设好了，这时会出现大家熟悉的命令行提示符，到此整个启动过程就结束了。

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