一文讀懂 | Linux系統(tǒng)啟動(dòng)過(guò)程
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如果有一天你們公司很重要的一臺(tái)Linux服務(wù)器突然啟動(dòng)不了了，重裝系統(tǒng)又浪費(fèi)時(shí)間，如果是啟動(dòng)過(guò)程有問(wèn)題，那么你知道啟動(dòng)過(guò)程可以快速定位系統(tǒng)問(wèn)題，很快就可以解決。
1. 上電加載BIOS
首先肯定是上電，當(dāng)按下計(jì)算機(jī)的電源，計(jì)算機(jī)就會(huì)首先加載BIOS系統(tǒng)，BIOS(Basic Input Output System)是基本輸入輸出系統(tǒng)，主要就是進(jìn)行硬件檢測(cè)，檢測(cè)硬件能否滿足運(yùn)行的基本條件，叫做“硬件自檢(Power-OnSelf-Test)”，簡(jiǎn)稱POST，所以，計(jì)算機(jī)要順利啟動(dòng)，就需要首先加載BIOS信息，在計(jì)算機(jī)還沒(méi)加載操作系統(tǒng)的時(shí)候控制計(jì)算機(jī)。
BIOS程序一般被存放在主板ROM(只讀存儲(chǔ)芯片)中，即使關(guān)機(jī)或掉電，該程序也不會(huì)丟失。
2. 加載MBR到內(nèi)存
在BIOS程序的最后，將會(huì)指向計(jì)算機(jī)硬盤的MBR(Master Boot Record)主引導(dǎo)扇區(qū)，就是啟動(dòng)盤的第一個(gè)扇區(qū)，硬盤上的MBR包含基本的Boot Loader(446字節(jié))和一個(gè)小的分區(qū)表(64字節(jié))及分隔標(biāo)識(shí)(2字節(jié))，它是一個(gè)512字節(jié)大小的扇區(qū)。
系統(tǒng)讀取到BIOS所指向的硬盤的MBR后，就會(huì)將其load到內(nèi)存(RAM)中，然后BIOS就會(huì)將控制權(quán)轉(zhuǎn)交給MBR。
3. GRUB引導(dǎo)
在Linux資料中，被俗稱GRUB的就是Boot Loader，GRUB是GRand Unified Bootloader的縮寫(xiě)，MBR的前446字節(jié)存放的就是GRUB程序的一部分，它是一個(gè)多重操作系統(tǒng)啟動(dòng)管理器，用來(lái)引導(dǎo)不同系統(tǒng)，GRUB是目前Linux環(huán)境中最流行的啟動(dòng)管理器。
如果你的計(jì)算機(jī)上配置了雙操作系統(tǒng)，使用者就是在GRUB中進(jìn)行選擇究竟啟動(dòng)哪個(gè)操作系統(tǒng)。
4. 加載內(nèi)核(Kernel)
系統(tǒng)啟動(dòng)到這一步，首先會(huì)加載系統(tǒng)的Kernel，Kernel是現(xiàn)代操作系統(tǒng)的核心，直接負(fù)責(zé)管理硬件。
5. 設(shè)定Inittab運(yùn)行等級(jí)
在內(nèi)核加載完畢后，會(huì)啟動(dòng)Linux操作系統(tǒng)第一個(gè)守護(hù)進(jìn)程init，這個(gè)進(jìn)程的PID是1，所有的進(jìn)程都是它的子進(jìn)程。
通過(guò)這個(gè)進(jìn)程讀取/etc/inittab文件，/etc/inittab文件的作用是設(shè)定Linux的運(yùn)行等級(jí)，文件內(nèi)容大致如下：
# 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: ...
從文件內(nèi)容知道Linux系統(tǒng)運(yùn)行等級(jí)一共有7種：
0：關(guān)機(jī)模式，運(yùn)行等級(jí)為0，系統(tǒng)會(huì)立即關(guān)機(jī)，在系統(tǒng)啟動(dòng)后可以利用這種等級(jí)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行關(guān)機(jī)操作，但是不允許將系統(tǒng)下次啟動(dòng)時(shí)的等級(jí)設(shè)定為0，否則系統(tǒng)將無(wú)法正常啟動(dòng)（啟動(dòng)后立即關(guān)機(jī)）。
1：?jiǎn)斡脩裟Ｊ?，類似于windows系統(tǒng)下的安全模式，具有ROOT權(quán)限。
2：無(wú)網(wǎng)絡(luò)支持的多用戶模式，顧名思義就是支持多用戶登錄
3：字符界面多用戶模式，文本命令行界面，一般服務(wù)器都是此模式
4：保留，未使用模式
5：圖形界面多用戶模式，系統(tǒng)啟動(dòng)之后會(huì)進(jìn)入到圖形化桌面系統(tǒng)中
6：重新引導(dǎo)系統(tǒng)，重啟模式，千萬(wàn)不要設(shè)置為6，和0相似。
/etc/inittab文件內(nèi)容中的設(shè)定的行：
id:3:initdefault:
表示啟動(dòng)的層級(jí)為3，即圖形界面多用戶模式。一般3和5比較常用，如果需要其它等級(jí)，可以手動(dòng)修改這個(gè)值。
每一個(gè)運(yùn)行級(jí)別都在/etc目錄下有一個(gè)對(duì)應(yīng)的子目錄，可以指定每一個(gè)運(yùn)行級(jí)別需要加載哪些程序，rcN.d的字母d是directory的意思，表示這是一個(gè)目錄。
6. 加載rc.sysinit
讀取完運(yùn)行等級(jí)后，Linux系統(tǒng)就會(huì)運(yùn)行第一個(gè)用戶層進(jìn)程：/etc/rc.d/rc.sysinit，該進(jìn)程的功能是設(shè)定PATH變量、設(shè)定網(wǎng)絡(luò)配置、啟動(dòng)/swap分區(qū)、設(shè)定/proc、系統(tǒng)函數(shù)和Selinux等等。
7. 加載內(nèi)核模塊
完成上述流程后，會(huì)讀取/etc/modules.conf文件以及/etc/modules.c目錄下的文件來(lái)加載系統(tǒng)的內(nèi)核模塊。
8. 啟動(dòng)運(yùn)行級(jí)別程序
根據(jù)前面設(shè)定的運(yùn)行等級(jí)，系統(tǒng)會(huì)執(zhí)行/etc/rc0.d/到/etc/rc6.d/中相應(yīng)的腳本程序，來(lái)完成相應(yīng)的初始化工作和啟動(dòng)相應(yīng)的服務(wù)，都是一些服務(wù)程序。其中以S開(kāi)頭表示系統(tǒng)即將啟動(dòng)的程序，如果以K開(kāi)頭，則代表停止該服務(wù)。S和K后緊跟的數(shù)字為啟動(dòng)順序編號(hào)。
前面提到，每一個(gè)運(yùn)行級(jí)別都在/etc目錄下有一個(gè)對(duì)應(yīng)的子目錄，但是如果每一個(gè)運(yùn)行級(jí)別都要執(zhí)行同一個(gè)程序，那就要每一個(gè)子目錄里面都要拷貝一個(gè)這個(gè)程序進(jìn)去，那這樣就會(huì)有一個(gè)問(wèn)題：如果要修改一個(gè)程序，修改完豈不是每一個(gè)子目錄里面都要修改一遍或者都要重新拷貝一遍？
所以Linux的解決辦法就是每一個(gè)/etc/rcN.d目錄下的文件都設(shè)為鏈接文件，下圖中看到箭頭指向/etc/init.d目錄下的文件，所以實(shí)際執(zhí)行的是/etc/init.d目錄下的文件，只需要修改一次/etc/init.d目錄下的程序就搞定了。
至于什么是鏈接文件，可以看之前寫(xiě)的徹底明白Linux硬鏈接和軟鏈接就可以明白。
9. 讀取rc.local文件
啟動(dòng)完服務(wù)程序后，會(huì)讀取執(zhí)行/etc/rc.d/rc.local文件，我們可以對(duì)該文件設(shè)定一些關(guān)鍵核心業(yè)務(wù)開(kāi)機(jī)自啟，也就是Linux留給用戶進(jìn)行個(gè)性化的地方，你可以把你想要設(shè)置和啟動(dòng)的東西放到這里。
10. 執(zhí)行/bin/login
到這里，Linux系統(tǒng)啟動(dòng)結(jié)束，最后執(zhí)行/bin/login程序，啟動(dòng)到系統(tǒng)登錄界面，等待用戶輸入用戶名和密碼，然后就可登錄到Shell終端。
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