一文讀懂 | Linux系統(tǒng)啟動過程
如果有一天你們公司很重要的一臺Linux服務(wù)器突然啟動不了了，重裝系統(tǒng)又浪費時間，如果是啟動過程有問題，那么你知道啟動過程可以快速定位系統(tǒng)問題，很快就可以解決。
1. 上電加載BIOS
首先肯定是上電，當(dāng)按下計算機(jī)的電源，計算機(jī)就會首先加載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，檢測硬件能否滿足運行的基本條件，叫做“硬件自檢(Power-OnSelf-Test)”，簡稱POST，所以，計算機(jī)要順利啟動，就需要首先加載BIOS信息，在計算機(jī)還沒加載操作系統(tǒng)的時候控制計算機(jī)。
BIOS程序一般被存放在主板ROM(只讀存儲芯片)中，即使關(guān)機(jī)或掉電，該程序也不會丟失。
2. 加載MBR到內(nèi)存
在BIOS程序的最后，將會指向計算機(jī)硬盤的MBR(Master Boot Record)主引導(dǎo)扇區(qū)，就是啟動盤的第一個扇區(qū)，硬盤上的MBR包含基本的Boot Loader(446字節(jié))和一個小的分區(qū)表(64字節(jié))及分隔標(biāo)識(2字節(jié))，它是一個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，就會將其load到內(nèi)存(RAM)中，然后BIOS就會將控制權(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，MBR的前446字節(jié)存放的就是GRUB程序的一部分，它是一個多重操作系統(tǒng)啟動管理器，用來引導(dǎo)不同系統(tǒng)，GRUB是目前Linux環(huán)境中最流行的啟動管理器。
如果你的計算機(jī)上配置了雙操作系統(tǒng)，使用者就是在GRUB中進(jìn)行選擇究竟啟動哪個操作系統(tǒng)。
4. 加載內(nèi)核(Kernel)
系統(tǒng)啟動到這一步，首先會加載系統(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運行等級
在內(nèi)核加載完畢后，會啟動Linux操作系統(tǒng)第一個守護(hù)進(jìn)程init，這個進(jìn)程的PID是1，所有的進(jìn)程都是它的子進(jìn)程。
通過這個進(jìn)程讀取/etc/inittab文件，/etc/inittab文件的作用是設(shè)定Linux的運行等級，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)運行等級一共有7種：
0：關(guān)機(jī)模式，運行等級為0，系統(tǒng)會立即關(guān)機(jī)，在系統(tǒng)啟動后可以利用這種等級對系統(tǒng)進(jìn)行關(guān)機(jī)操作，但是不允許將系統(tǒng)下次啟動時的等級設(shè)定為0，否則系統(tǒng)將無法正常啟動（啟動后立即關(guān)機(jī)）。
1：單用戶模式，類似于windows系統(tǒng)下的安全模式，具有ROOT權(quán)限。
2：無網(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)啟動之后會進(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:
表示啟動的層級為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，可以手動修改這個值。
每一個運行級別都在/etc目錄下有一個對應(yīng)的子目錄，可以指定每一個運行級別需要加載哪些程序，rcN.d的字母d是directory的意思，表示這是一個目錄。
6. 加載rc.sysinit
讀取完運行等級后，Linux系統(tǒng)就會運行第一個用戶層進(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/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，會讀取/etc/modules.conf文件以及/etc/modules.c目錄下的文件來加載系統(tǒng)的內(nèi)核模塊。
8. 啟動運行級別程序
根據(jù)前面設(shè)定的運行等級，系統(tǒng)會執(zhí)行/etc/rc0.d/到/etc/rc6.d/中相應(yīng)的腳本程序，來完成相應(yīng)的初始化工作和啟動相應(yīng)的服務(wù)，都是一些服務(wù)程序。其中以S開頭表示系統(tǒng)即將啟動的程序，如果以K開頭，則代表停止該服務(wù)。S和K后緊跟的數(shù)字為啟動順序編號。
前面提到，每一個運行級別都在/etc目錄下有一個對應(yīng)的子目錄，但是如果每一個運行級別都要執(zhí)行同一個程序，那就要每一個子目錄里面都要拷貝一個這個程序進(jìn)去，那這樣就會有一個問題：如果要修改一個程序，修改完豈不是每一個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/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
啟動完服務(wù)程序后，會讀取執(zhí)行/etc/rc.d/rc.local文件，我們可以對該文件設(shè)定一些關(guān)鍵核心業(yè)務(wù)開機(jī)自啟，也就是Linux留給用戶進(jìn)行個性化的地方，你可以把你想要設(shè)置和啟動的東西放到這里。
10. 執(zhí)行/bin/login
到這里，Linux系統(tǒng)啟動結(jié)束，最后執(zhí)行/bin/login程序，啟動到系統(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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