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初步進(jìn)入linux世界
Linux的啟動(dòng)其實(shí)和windows的啟動(dòng)過程很類似，不過windows我們是無法看到啟動(dòng)信息的，而linux啟動(dòng)時(shí)我們會(huì)看到許多啟動(dòng)信息，例如某個(gè)服務(wù)是否啟動(dòng)。下面就跟隨小編一起去看看吧!
Linux系統(tǒng)的啟動(dòng)過程大體上可分為五部分：內(nèi)核的引導(dǎo);運(yùn)行init;系統(tǒng)初始化;建立終端 ;用戶登錄系統(tǒng)。
A內(nèi)核引導(dǎo)
當(dāng)計(jì)算機(jī)打開電源后，首先是BIOS開機(jī)自檢，按照BIOS中設(shè)置的啟動(dòng)設(shè)備(通常是硬盤)來啟動(dòng)。緊接著由啟動(dòng)設(shè)備上的grub程序開始引導(dǎo)linux，當(dāng)引導(dǎo)程序成功完成引導(dǎo)任務(wù)后，Linux從它們手中接管了CPU的控制權(quán)，然后CPU就開始執(zhí)行Linux的核心映象代碼，開始了Linux啟動(dòng)過程。也就是所謂的內(nèi)核引導(dǎo)開始了，在內(nèi)核引導(dǎo)過程中其實(shí)是很復(fù)雜的，我們就當(dāng)它是一個(gè)黑匣子，反正是linux內(nèi)核做了一些列工作，最后內(nèi)核調(diào)用加載了init程序，至此內(nèi)核引導(dǎo)的工作就完成了。交給了下一個(gè)主角init。
B運(yùn)行init
init 進(jìn)程是系統(tǒng)所有進(jìn)程的起點(diǎn)，你可以把它比擬成系統(tǒng)所有進(jìn)程的老祖宗，沒有這個(gè)進(jìn)程，系統(tǒng)中任何進(jìn)程都不會(huì)啟動(dòng)。init 程序首先是需要讀取配置文件 /etc/inittab。inittab是一個(gè)不可執(zhí)行的文本文件，它有若干行指令所組成。具體內(nèi)容如下：(你可以在你的linux上執(zhí)行命令 cat /etc/inittab 這樣獲得)
# inittab This file describes how the INIT process should set up
# the system in a certain run-level.
#
# Author: Miquel van Smoorenburg,
# Modified for RHS Linux by Marc Ewing and Donnie Barnes
#
# 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 havenetworking)
# 3 - Full multiuser mode
# 4 - unused
# 5 - X11
# 6 - reboot (Do NOT set initdefault to this)
#
###表示當(dāng)前缺省運(yùn)行級別為5(initdefault);
id:5:initdefault:
###啟動(dòng)時(shí)自動(dòng)執(zhí)行/etc/rc.d/rc.sysinit腳本(sysinit)
# System initialization.
si::sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit
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
###當(dāng)運(yùn)行級別為5時(shí)，以5為參數(shù)運(yùn)行/etc/rc.d/rc腳本，init將等待其返回(wait)
l5:5:wait:/etc/rc.d/rc 5
l6:6:wait:/etc/rc.d/rc 6
###在啟動(dòng)過程中允許按CTRL-ALT-DELETE重啟系統(tǒng)
# 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 powerd installed and your
# UPS connected and working correctly.
pf::powerfail:/sbin/shutdown -f -h +2 "Power Failure; System Shutting Down"
# If power was restored before the shutdown kicked in, cancel it.
pr:12345:powerokwait:/sbin/shutdown -c "Power Restored; Shutdown Cancelled"
###在2、3、4、5級別上以ttyX為參數(shù)執(zhí)行/sbin/mingetty程序，打開ttyX終端用于用戶登錄，
###如果進(jìn)程退出則再次運(yùn)行mingetty程序(respawn)
# Run gettys in standard runlevels
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
###在5級別上運(yùn)行xdm程序，提供xdm圖形方式登錄界面，并在退出時(shí)重新執(zhí)行(respawn)
# Run xdm in runlevel 5
x:5:respawn:/etc/X11/prefdm -nodaemon
以上面的inittab文件為例，來說明一下inittab的格式。其中以#開始的行是注釋行，除了注釋行之外，每一行都有以下格式：
id:runlevel:action:process
對上面各項(xiàng)的詳細(xì)解釋如下：
1. id
id是指入口標(biāo)識(shí)符，它是一個(gè)字符串，對于getty或mingetty等其他login程序項(xiàng)，要求id與tty的編號相同，否則getty程序?qū)⒉荒苷９ぷ鳌?/p>
2. Runlevel
runlevel是init所處于的運(yùn)行級別的標(biāo)識(shí)，一般使用0-6以及S或s。0、1、6運(yùn)行級別被系統(tǒng)保留：其中0作為shutdown動(dòng)作，1作為重啟至單用戶模式，6為重啟;S和s意義相同，表示單用戶模式，且無需inittab文件，因此也不在inittab中出現(xiàn)，實(shí)際上，進(jìn)入單用戶模式時(shí)，init直接在控制臺(tái)(/dev/console)上運(yùn)行/sbin/sulogin。在一般的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)中，都使用了2、3、4、5幾個(gè)級別，在CentOS系統(tǒng)中，2表示無NFS支持的多用戶模式，3表示完全多用戶模式(也是最常用的級別)，4保留給用戶自定義，5表示XDM圖形登錄方式。7-9級別也是可以使用的，傳統(tǒng)的Unix系統(tǒng)沒有定義這幾個(gè)級別。runlevel可以是并列的多個(gè)值，以匹配多個(gè)運(yùn)行級別，對大多數(shù)action來說，僅當(dāng)runlevel與當(dāng)前運(yùn)行級別匹配成功才會(huì)執(zhí)行。
3. action
action是描述其后的process的運(yùn)行方式的。action可取的值包括：initdefault、sysinit、boot、bootwait等： initdefault是一個(gè)特殊的action值，用于標(biāo)識(shí)缺省的啟動(dòng)級別;當(dāng)init由核心激活以后，它將讀取inittab中的initdefault項(xiàng)，取得其中的runlevel，并作為當(dāng)前的運(yùn)行級別。如果沒有inittab文件，或者其中沒有initdefault項(xiàng)，init將在控制臺(tái)上請求輸入runlevel。 sysinit、boot、bootwait等action將在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)無條件運(yùn)行，而忽略其中的runlevel。其余的action(不含initdefault)都與某個(gè)runlevel相關(guān)。各個(gè)action的定義在inittab的man手冊中有詳細(xì)的描述。
4. process
process為具體的執(zhí)行程序。程序后面可以帶參數(shù)。
Tips: 如果你看不懂這個(gè)文件，沒有關(guān)系，隨著你對linux的深入了解，你再回過頭看這個(gè)文件你就會(huì)豁然開朗的。但是你現(xiàn)在必須要明白runlevel的各個(gè)級別的含義。
C系統(tǒng)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(diào)用執(zhí)行了/etc/rc.d/rc.sysinit，而rc.sysinit是一個(gè)bash shell的腳本，它主要是完成一些系統(tǒng)初始化的工作，rc.sysinit是每一個(gè)運(yùn)行級別都要首先運(yùn)行的重要腳本。它主要完成的工作有：激活交換分區(qū)，檢查磁盤，加載硬件模塊以及其它一些需要優(yōu)先執(zhí)行任務(wù)。
rc.sysinit約有850多行，但是每個(gè)單一的功能還是比較簡單，而且?guī)в凶⑨�，建議有興趣的用戶可以自行閱讀自己機(jī)器上的該文件，以了解系統(tǒng)初始化所詳細(xì)情況。由于此文件較長，所以不在本文中列出來，也不做具體的介紹。當(dāng)rc.sysinit程序執(zhí)行完畢后，將返回init繼續(xù)下一步。通常接下來會(huì)執(zhí)行到/etc/rc.d/rc程序。以運(yùn)行級別3為例，init將執(zhí)行配置文件inittab中的以下這行：
l5:5:wait:/etc/rc.d/rc 5
這一行表示以5為參數(shù)運(yùn)行/etc/rc.d/rc，/etc/rc.d/rc是一個(gè)Shell腳本，它接受5作為參數(shù)，去執(zhí)行/etc/rc.d/rc5.d/目錄下的所有的rc啟動(dòng)腳本，/etc/rc.d/rc5.d/目錄中的這些啟動(dòng)腳本實(shí)際上都是一些連接文件，而不是真正的rc啟動(dòng)腳本，真正的rc啟動(dòng)腳本實(shí)際上都是放在/etc/rc.d/init.d/目錄下。而這些rc啟動(dòng)腳本有著類似的用法，它們一般能接受start、stop、restart、status等參數(shù)。
/etc/rc.d/rc5.d/中的rc啟動(dòng)腳本通常是K或S開頭的連接文件，對于以以S開頭的啟動(dòng)腳本，將以start參數(shù)來運(yùn)行。而如果發(fā)現(xiàn)存在相應(yīng)的腳本也存在K打頭的連接，而且已經(jīng)處于運(yùn)行態(tài)了(以/var/lock/subsys/下的文件作為標(biāo)志)，則將首先以stop為參數(shù)停止這些已經(jīng)啟動(dòng)了的守護(hù)進(jìn)程，然后再重新運(yùn)行。這樣做是為了保證是當(dāng)init改變運(yùn)行級別時(shí)，所有相關(guān)的守護(hù)進(jìn)程都將重啟。
至于在每個(gè)運(yùn)行級中將運(yùn)行哪些守護(hù)進(jìn)程，用戶可以通過chkconfig或setup中的"System Services"來自行設(shè)定。
D建立終端
rc執(zhí)行完畢后，返回init。這時(shí)基本系統(tǒng)環(huán)境已經(jīng)設(shè)置好了，各種守護(hù)進(jìn)程也已經(jīng)啟動(dòng)了。init接下來會(huì)打開6個(gè)終端，以便用戶登錄系統(tǒng)。在inittab中的以下6行就是定義了6個(gè)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(yùn)行級別中都將以respawn方式運(yùn)行mingetty程序，mingetty程序能打開終端、設(shè)置模式。同時(shí)它會(huì)顯示一個(gè)文本登錄界面，這個(gè)界面就是我們經(jīng)�？吹降牡卿浗缑�，在這個(gè)登錄界面中會(huì)提示用戶輸入用戶名，而用戶輸入的用戶將作為參數(shù)傳給login程序來驗(yàn)證用戶的身份。
E用戶登錄系統(tǒng)
對于運(yùn)行級別為5的圖形方式用戶來說，他們的登錄是通過一個(gè)圖形化的登錄界面。登錄成功后可以直接進(jìn)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(dāng)我們看到mingetty的登錄界面時(shí)，我們就可以輸入用戶名和密碼來登錄系統(tǒng)了。
Linux的賬號驗(yàn)證程序是login，login會(huì)接收mingetty傳來的用戶名作為用戶名參數(shù)。然后login會(huì)對用戶名進(jìn)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(nèi)容，然后退出。這通常用來系統(tǒng)維護(hù)時(shí)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(gè)文件，則root可以在任何終端上登錄。/etc/usertty文件用于對用戶作出附加訪問限制，如果不存在這個(gè)文件，則沒有其他限制。
在分析完用戶名后，login將搜索/etc/passwd以及/etc/shadow來驗(yàn)證密碼以及設(shè)置賬戶的其它信息，比如：主目錄是什么、使用何種shell。如果沒有指定主目錄，將默認(rèn)為根目錄;如果沒有指定shell，將默認(rèn)為/bin/bash。
login程序成功后，會(huì)向?qū)?yīng)的終端在輸出最近一次登錄的信息(在/var/log/lastlog中有記錄)，并檢查用戶是否有新郵件(在/usr/spool/mail/的對應(yīng)用戶名目錄下)。然后開始設(shè)置各種環(huán)境變量：對于bash來說，系統(tǒng)首先尋找/etc/profile腳本文件，并執(zhí)行它;然后如果用戶的主目錄中存在.bash_profile文件，就執(zhí)行它，在這些文件中又可能調(diào)用了其它配置文件，所有的配置文件執(zhí)行后后，各種環(huán)境變量也設(shè)好了，這時(shí)會(huì)出現(xiàn)大家熟悉的命令行提示符，到此整個(gè)啟動(dòng)過程就結(jié)束了。
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