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系統(tǒng)啟動(dòng)和引導(dǎo)過程

當(dāng)打開 Linux 計(jì)算機(jī)時(shí)會(huì)發(fā)生什么？

在幾乎每種 Linux 配置中，引導(dǎo)過程都可以分為 9 個(gè)步驟：

1. 硬件和固件：BIOS 或固件系統(tǒng)讀取硬盤或者其他引導(dǎo)設(shè)備（例如，光盤、軟盤、網(wǎng)絡(luò)引導(dǎo)等等）上的主引導(dǎo)記錄。
2. 引導(dǎo)裝載程序運(yùn)行。x86 系統(tǒng)上的 Linux 系統(tǒng)通常使用 LILO 或者 GRUB。某些老式系統(tǒng)可能使用 loadlin 通過一個(gè)中間 DOS 分區(qū)進(jìn)行引導(dǎo)。在 Power PC® 系統(tǒng)上，這可能是 BootX 或者 yaboot。一般來說，引導(dǎo)裝載程序 是一種簡(jiǎn)單的程序，它知道到哪里尋找 Linux 內(nèi)核，可能在幾個(gè)版本之間進(jìn)行選擇，甚至可以選擇同一計(jì)算機(jī)上的其他操作系統(tǒng)。
3. 內(nèi)核裝載。
4. 安裝根文件系統(tǒng)。在某些情況下，裝載一個(gè)臨時(shí) ramdisk 映像，然后再安裝真正的根文件系統(tǒng)，這樣可以啟用真實(shí)根文件系統(tǒng)所需的特殊驅(qū)動(dòng)程序或模塊。

安裝好根文件系統(tǒng)之后，就可以開始初始化了。

5. 啟動(dòng)進(jìn)程 init 是所有其他 Linux 進(jìn)程的父進(jìn)程。
6. 讀取 /etc/inittab 的內(nèi)容，對(duì)余下的引導(dǎo)步驟進(jìn)行配置。特別重要的是，/etc/inittab 中的命令行控制將系統(tǒng)引導(dǎo)到哪個(gè)運(yùn)行級(jí)別，從而決定初始化期間還要執(zhí)行哪些步驟。

實(shí)際上，此后的所有引導(dǎo)過程完全由文件 /etc/inittab 的內(nèi)容控制。具體來說，腳本和工具一般按照某些約定運(yùn)行，但是理論上完全可以通過修改 /etc/inittab 來運(yùn)行不同的腳本。

/etc/inittab 中的一個(gè)特定設(shè)置特別關(guān)鍵。這一行像下面這樣：

id:5:initdefault:

這一行一般出現(xiàn)在接近文件頂部的地方，它設(shè)置運(yùn)行級(jí)別。運(yùn)行級(jí)別控制 /etc/inittab 腳本其余部分中采取的操作。

在處理 /etc/inittab 腳本時(shí)發(fā)生了什么？具體來說，在這個(gè)過程中涉及哪些文件和目錄？

7. 與運(yùn)行級(jí)別無關(guān)的系統(tǒng)初始化。一般情況下，無論運(yùn)行級(jí)別如何，都要執(zhí)行某些初始化操作。這些步驟在 /etc/inittab 中用下面這樣的設(shè)置表示：

# System initialization.
si::sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit

在某些 Linux 系統(tǒng)上（大多數(shù)基于 Debian 的系統(tǒng)），還會(huì)看到：

si::sysinit:/etc/init.d/rcS

如果是后一種情況，/etc/init.d/rcS 是一個(gè)腳本，它只運(yùn)行每個(gè)匹配 /etc/rcS.d/[Ss]??* 的腳本。另一方面，如果系統(tǒng)使用 /etc/rc.d/rc.sysinit，那么這個(gè)文件包含一個(gè)長(zhǎng)腳本，用于執(zhí)行所有 初始化過程。

8. 特定于運(yùn)行級(jí)別的系統(tǒng)初始化。實(shí)際上，可以把任意數(shù)量的操作與運(yùn)行級(jí)別聯(lián)系起來，而且一個(gè)操作可以與一個(gè)或多個(gè)運(yùn)行級(jí)別相關(guān)聯(lián)。/etc/inittab 包含的代碼像下面這樣：

l0:0:wait:/etc/rc.d/rc 0
# ...
l5:5:wait:/etc/rc.d/rc 5
l6:6:wait:/etc/rc.d/rc 6

腳本 /etc/rc.d/rc 將運(yùn)行所有匹配 /etc/rc$1.d/[KkSs]??* 模式的文件。例如，在以運(yùn)行級(jí)別 5 啟動(dòng)的示例系統(tǒng)上，會(huì)依次運(yùn)行以下文件：

/etc/rc5.d/K15postgresql
/etc/rc5.d/S01switchprofile
/etc/rc5.d/S05harddrake
...
/etc/rc5.d/S55sshd
...
/etc/rc5.d/S99linuxconf
/etc/rc5.d/S99local

以 “K”或“k” 開頭的文件是殺死腳本，它們結(jié)束進(jìn)程或者清除進(jìn)程的操作。以“S”或“s”開頭的文件是啟動(dòng)腳本，它們一般啟動(dòng)新進(jìn)程或者使系統(tǒng)準(zhǔn)備在此運(yùn)行級(jí)別上運(yùn)行。這些文件大多數(shù)是 shell 腳本，而且大多數(shù)是鏈接（常常鏈接到 /etc/init.d/ 中的文件）。

在大多數(shù)情況下，當(dāng) Linux 系統(tǒng)在一個(gè)運(yùn)行級(jí)別上運(yùn)行之后，您希望作為用戶登錄進(jìn)系統(tǒng)。為此，運(yùn)行一個(gè)稱為 getty 的程序來處理登錄過程。發(fā)行版創(chuàng)建者們使用基本 getty 的許多變體，比如 agetty、mgetty 和 mingetty。這些程序基本上都做同樣的工作。

9. 在提示符下登錄。/etc/inittab 常常在一個(gè)或多個(gè)虛擬終端中啟動(dòng) getty 程序，并且為幾個(gè)不同運(yùn)行級(jí)別這樣做。這是用下面這樣的代碼配置的：

# 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

第一個(gè)數(shù)字是運(yùn)行 getty 的虛擬終端，后面的一組數(shù)字是采用此操作的幾個(gè)運(yùn)行級(jí)別（例如，在運(yùn)行級(jí)別 2、3、4 和 5 上都啟動(dòng) mingetty）。

接下來的步驟可能涉及啟動(dòng)更多服務(wù)、登錄進(jìn)一種圖形化環(huán)境、恢復(fù) UI 設(shè)置或者其他更個(gè)性化的細(xì)節(jié)，這超出了本教程的討論范圍。