揭秘Linux的启动过程：从引导开始到系统运行 (linux的引导启动过程)

Linux是一种开源操作系统，广泛应用于服务器、嵌入式设备、桌面电脑等各种领域。当我们打开计算机并启动Linux时，整个过程是如何进行的呢？本文将从引导开始到系统运行，为您揭秘Linux的启动过程。

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一、BIOS引导

计算机启动时，首先要执行的是BIOS（Basic Input/Output System），简单来说，BIOS就是计算机主板上的一组程序，它具有电源自检和各种硬件检测、初始化功能。

当计算机上电后，BIOS会在内存中查找一个叫做“引导扇区”的小程序，并将其加载到内存中。引导扇区是位于硬盘的最前面的一个扇区，它一般只有512字节大小，因此被称为小程序。

二、GRUB引导

引导扇区被加载到内存后，计算机将执行该程序来查找GRUB（GRand Unified Bootloader）引导软件。GRUB是一种用于多重引导系统的软件，它可以识别并启动多个操作系统。

GRUB引导程序是一个非常强大的工具，它能够让用户选择不同的操作系统和内核版本。GRUB的默认配置文件是/boot/grub/grub.cfg，在该文件中可以配置引导选项和内核参数等。

三、内核启动

当GRUB选择启动Linux时，它会加载内核和ramdisk。内核是Linux操作系统最基本的一部分，它掌控了计算机的所有硬件资源和系统服务。

内核启动的之一步是初始化硬件设备，例如驱动器、输入设备、显示器等。然后，它会启动系统服务和用户空间程序。

四、用户空间启动

用户空间指的是系统内除内核之外的所有程序，例如Shell、X Window等。Linux操作系统的用户空间由众多服务和工具组成，可以满足不同的应用需求。

用户空间启动后，会启动一些系统服务，例如网络服务、时间服务、日志服务等。同时还会启动X Window系统，该系统提供了一套完整的图形界面工具，使得用户可以使用图形化界面进行操作。

五、结束启动

当所有服务和工具都启动完成后，Linux操作系统就可以使用了。在操作系统启动结束后，用户可以通过Shell命令界面和图形界面进行操作，例如安装软件、配置系统设置、管理用户等。

Linux操作系统的启动过程可以归纳为四个阶段：BIOS引导、GRUB引导、内核启动和用户空间启动。在这个过程中，计算机完成了硬件设备的检测和初始化，启动了系统服务和用户空间程序，最终让用户可以使用操作系统进行各种操作。

Linux操作系统是一种开放源代码的操作系统，其启动过程非常灵活和自由，用户可以自己定制和修改系统的启动流程。因此，了解Linux启动过程可以帮助用户更好地理解和使用Linux操作系统。

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• 请教linux的启动过程

请教linux的启动过程

之一步、加载内核

操作系统接管硬件以后，首先读入 /boot 目录下的内核文件。

以我的电脑为例，/boot 目录下面大概是这样一些文件：

　　$ ls /boot

　　config-3.2.0-3-amd64

　　config-3.2.0-4-amd64

　　grub

　　initrd.img-3.2.0-3-amd64

　　initrd.img-3.2.0-4-amd64

　　System.map-3.2.0-3-amd64

　　System.map-3.2.0-4-amd64

　　vmlinuz-3.2.0-3-amd64

　　vmlinuz-3.2.0-4-amd64

第二步、启动初始化进程

内核文件加载以后，就开始运行之一个程序 /in/init，它的作用是初始化系统环境。

由于init是之一个运行的程序，它的进程编号（pid）就是1。其他所有进备源祥程都从它衍生，都是它的子进程。

第三步、确定运行级别

许多程序需要开机启动。它们在Windows叫做”服务”（service），在Linux就叫做”守护进程”（daemon）。

init进程的一大任务，就是去运行这些开机启动的程序。但是，不同的场合需要启动不同的程序，比如用作服务器时，需要启动Apache，用作桌面就不需要。Linux允许为不同的场合，分配不同的开机启动程序，这就叫做”运行级别”（runlevel）。也就是说，启动时根据”运行级别”，确定要运行哪些程序。

Linux预置七种运行级别（0-6）。一般来说，0是关机，1是单用户模式（也就是维护模式），6是重启。运行级别2-5，各个发行版不太一样，对于Debian来说，都是同样的多用户模式（也就是正常模式）。

init进程首先读取文件 /etc/inittab，它是运行级别的设置文件。如果你打开它，可以看到之一行是这样的：

　　id:2:initdefault:

initdefault的值是2，表明系统启动时的运行级别为2。如果需要指定其他级别，可以手动修改这个值。

那么，运行级别2有些什么程序呢，系统怎么知道每个级别应该加载哪些程序呢？……回答是每个运行级别在/etc目录下面，都有一个对应的子目录，指定要加载的程序。

　　/etc/rc0.d

　　/etc/rc1.d

　　/etc/rc2.d

　　/etc/rc3.d

　　/etc/rc4.d

　　/etc/rc5.d

　　/etc/rc6.d

上面目录名中的”rc”，表示run command（运行程序），最后的d表示directory（目录）。下面让我们看看 /etc/rc2.d 目录中到底指定了哪些程序。

　　$ ls /etc/rc2.d

　　README

　　S01motd

　　S13rpcbind

　　S14nfs-common

　　S16binfmt-support

　　S16rsyslog

　　S16sudo

　　S17apache2

　　S18acpid

　　…

可以看到，除了之一个文件README以外，其他文件名都是”字母S+两位数字+程序名”的形式。字母S表示Start，也就是启动的意思（启动脚本的运行参数为start）裂李，如果这个位置是字母K，就代表Kill（关闭），即如果从其他运行级别切换过来，需要关闭的程序（启动脚本的运行参数为stop）。后面的两位数字表示处理顺序，数字越小越早处理，所以之一个启动的程序是motd，然后是rpcbing、nfs……数字相同时，则按照程序名的字母顺序启动，所以rsyslog会先于sudo启动。

这个目录里的所有文件（除了README），就是启动时要加载的程序。如果想增加或删除某些程序，不建议手动修改 /etc/rcN.d 目录，更好是用一些专门命令进行管理（参考这里和这里）。

第四步、加载开机启动程序

前面提到，七种预设的”运行级别”各自有一个目录，存放需要开机启动的程序。仿搏不难想到，如果多个”运行级别”需要启动同一个程序，那么这个程序的启动脚本，就会在每一个目录里都有一个拷贝。这样会造成管理上的困扰：如果要修改启动脚本，岂不是每个目录都要改一遍？

Linux的解决办法，就是七个 /etc/rcN.d 目录里列出的程序，都设为链接文件，指向另外一个目录 /etc/init.d ，真正的启动脚本都统一放在这个目录中。init进程逐一加载开机启动程序，其实就是运行这个目录里的启动脚本。

下面就是链接文件真正的指向。

　　$ ls -l /etc/rc2.d

　　README

　　S01motd -> ../init.d/motd

　　S13rpcbind -> ../init.d/rpcbind

　　S14nfs-common -> ../init.d/nfs-common

　　S16binfmt-support -> ../init.d/binfmt-support

　　S16rsyslog -> ../init.d/rsyslog

　　S16sudo -> ../init.d/sudo

　　S17apache2 -> ../init.d/apache2

　　S18acpid -> ../init.d/acpid

　　…

这样做的另一个好处，就是如果你要手动关闭或重启某个进程，直接到目录 /etc/init.d 中寻找启动脚本即可。比如，我要重启Apache服务器，就运行下面的命令：

　　$ sudo /etc/init.d/apache2 restart

/etc/init.d 这个目录名最后一个字母d，是directory的意思，表示这是一个目录，用来与程序 /etc/init 区分。

第五步、用户登录

开机启动程序加载完毕以后，就要让用户登录了。

一般来说，用户的登录方式有三种：

　　（1）命令行登录

　　（2）ssh登录

　　（3）图形界面登录

这三种情况，都有自己的方式对用户进行认证。

（1）命令行登录：init进程调用getty程序（意为get teletype），让用户输入用户名和密码。输入完成后，再调用login程序，核对密码（Debian还会再多运行一个身份核对程序/etc/pam.d/login）。如果密码正确，就从文件 /etc/passwd 读取该用户指定的shell，然后启动这个shell。

（2）ssh登录：这时系统调用sshd程序（Debian还会再运行/etc/pam.d/ssh ），取代getty和login，然后启动shell。

（3）图形界面登录：init进程调用显示管理器，Gnome图形界面对应的显示管理器为gdm（GNOME Display Manager），然后用户输入用户名和密码。如果密码正确，就读取/etc/gdm3/Xsession，启动用户的会话。

第六步、进入 login shell

所谓shell，简单说就是命令行界面，让用户可以直接与操作系统对话。用户登录时打开的shell，就叫做login shell。

Debian默认的shell是Bash，它会读入一系列的配置文件。上一步的三种情况，在这一步的处理，也存在差异。

（1）命令行登录：首先读入 /etc/profile，这是对所有用户都有效的配置；然后依次寻找下面三个文件，这是针对当前用户的配置。

　　~/.bash_profile

　　~/.bash_login

　　~/.profile

需要注意的是，这三个文件只要有一个存在，就不再读入后面的文件了。比如，要是 ~/.bash_profile 存在，就不会再读入后面两个文件了。

（2）ssh登录：与之一种情况完全相同。

（3）图形界面登录：只加载 /etc/profile 和 ~/.profile。也就是说，~/.bash_profile 不管有没有，都不会运行。

第七步，打开 non-login shell

老实说，上一步完成以后，Linux的启动过程就算结束了，用户已经可以看到命令行提示符或者图形界面了。但是，为了内容的完整，必须再介绍一下这一步。

用户进入操作系统以后，常常会再手动开启一个shell。这个shell就叫做 non-login shell，意思是它不同于登录时出现的那个shell，不读取/etc/profile和.profile等配置文件。

non-login shell的重要性，不仅在于它是用户最常接触的那个shell，还在于它会读入用户自己的bash配置文件 ~/.bashrc。大多数时候，我们对于bash的定制，都是写在这个文件里面的。

你也许会问，要是不进入 non-login shell，岂不是.bashrc就不会运行了，因此bash 也就不能完成定制了？事实上，Debian已经考虑到这个问题了，请打开文件 ~/.profile，可以看到下面的代码：

　　if ; then

if ; then

. “$HOME/.bashrc”

fi

　　fi

上面代码先判断变量 $BASH_VERSION 是否有值，然后判断主目录下是否存在 .bashrc 文件，如果存在就运行该文件。第三行开头的那个点，是source命令的简写形式，表示运行某个文件，写成”source ~/.bashrc”也是可以的。

因此，只要运行～/.profile文件，～/.bashrc文件就会连带运行。但是上一节的之一种情况提到过，如果存在～/.bash_profile文件，那么有可能不会运行～/.profile文件。解决这个问题很简单，把下面代码写入.bash_profile就行了。

　　if ; then

. ~/.profile

　　fi

这样一来，不管是哪种情况，.bashrc都会执行，用户的设置可以放心地都写入这个文件了。

Bash的设置之所以如此繁琐，是由于历史原因造成的。早期的时候，计算机运行速度很慢，载入配置文件需要很长时间，Bash的作者只好把配置文件分成了几个部分，阶段性载入。系统的通用设置放在 /etc/profile，用户个人的、需要被所有子进程继承的设置放在.profile，不需要被继承的设置放在.bashrc。

顺便提一下，除了Linux以外， Mac OS X 使用的shell也是Bash。但是，它只加载.bash_profile，然后在.bash_profile里面调用.bashrc。而且，不管是ssh登录，还是在图形界面里启动shell窗口，都是如此。

关于linux的引导启动过程的介绍到此就结束了，不知道你从中找到你需要的信息了吗 ？如果你还想了解更多这方面的信息，记得收藏关注本站。

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