Linux操作系統學習筆記（44）

系統啟動和引導過程

當打開 Linux 計算機時會發生什麼？

在幾乎每種 Linux 配置中，引導過程都可以分為 9 個步驟：

1. 硬件和固件：BIOS 或固件系統讀取硬盤或者其他引導設備（例如，光盤、軟盤、網絡引導等等）上的主引導記錄。
2. 引導裝載程序運行。x86 系統上的 Linux 系統通常使用 LILO 或者 GRUB。某些老式系統可能使用 loadlin 通過一個中間 DOS 分區進行引導。在 Power PC® 系統上，這可能是 BootX 或者 yaboot。一般來說，引導裝載程序 是一種簡單的程序，它知道到哪裡尋找 Linux 內核，可能在幾個版本之間進行選擇，甚至可以選擇同一計算機上的其他操作系統。
3. 內核裝載。
4. 安裝根文件系統。在某些情況下，裝載一個臨時 ramdisk 映像，然後再安裝真正的根文件系統，這樣可以啟用真實根文件系統所需的特殊驅動程序或模塊。

安裝好根文件系統之後，就可以開始初始化了。

5. 啟動進程 init 是所有其他 Linux 進程的父進程。
6. 讀取 /etc/inittab 的內容，對余下的引導步驟進行配置。特別重要的是，/etc/inittab 中的命令行控制將系統引導到哪個運行級別，從而決定初始化期間還要執行哪些步驟。

實際上，此後的所有引導過程完全由文件 /etc/inittab 的內容控制。具體來說，腳本和工具一般按照某些約定運行，但是理論上完全可以通過修改 /etc/inittab 來運行不同的腳本。

/etc/inittab 中的一個特定設置特別關鍵。這一行像下面這樣：

id:5:initdefault:

這一行一般出現在接近文件頂部的地方，它設置運行級別。運行級別控制 /etc/inittab 腳本其余部分中采取的操作。

在處理 /etc/inittab 腳本時發生了什麼？具體來說，在這個過程中涉及哪些文件和目錄？

7. 與運行級別無關的系統初始化。一般情況下，無論運行級別如何，都要執行某些初始化操作。這些步驟在 /etc/inittab 中用下面這樣的設置表示：

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

在某些 Linux 系統上（大多數基於 Debian 的系統），還會看到：

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

如果是後一種情況，/etc/init.d/rcS 是一個腳本，它只運行每個匹配 /etc/rcS.d/[Ss]??* 的腳本。另一方面，如果系統使用 /etc/rc.d/rc.sysinit，那麼這個文件包含一個長腳本，用於執行所有 初始化過程。

8. 特定於運行級別的系統初始化。實際上，可以把任意數量的操作與運行級別聯系起來，而且一個操作可以與一個或多個運行級別相關聯。/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 將運行所有匹配 /etc/rc$1.d/[KkSs]??* 模式的文件。例如，在以運行級別 5 啟動的示例系統上，會依次運行以下文件：

/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，它們結束進程或者清除進程的操作。以“S”或“s”開頭的文件是啟動腳本，它們一般啟動新進程或者使系統准備在此運行級別上運行。這些文件大多數是 shell 腳本，而且大多數是鏈接（常常鏈接到 /etc/init.d/ 中的文件）。

在大多數情況下，當 Linux 系統在一個運行級別上運行之後，您希望作為用戶登錄進系統。為此，運行一個稱為 getty 的程序來處理登錄過程。發行版創建者們使用基本 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 常常在一個或多個虛擬終端中啟動 getty 程序，並且為幾個不同運行級別這樣做。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

第一個數字是運行 getty 的虛擬終端，後面的一組數字是采用此操作的幾個運行級別（例如，在運行級別 2、3、4 和 5 上都啟動 mingetty）。

接下來的步驟可能涉及啟動更多服務、登錄進一種圖形化環境、恢復 UI 設置或者其他更個性化的細節，這超出了本教程的討論范圍。