Linux系统开机启动过程

Linux系统开机之后从载入内核到进入登入界面。启动一系列的进程。

星光2020

9888人浏览 · 2021-12-20 18:03:34

星光2020 · 2021-12-20 18:03:34 发布

Linux系统从开机开始到用户登录界面，需要启动一系列的进程，分为几个步骤。具体启动的过程如下

1. 载入内核

即把Linux内核载入到内存，Linux内核保存在/boot目录，/boot目录的内容大致如下

2. 启动init进程

运行/sbin/init程序，这个是Linux第一个进程，这个进程读取相应的配置文件并启动一系列进程，这个进程的PID为1，所有的进程都由它衍生，都是它的子进程。

这个进程读取/etc/inittab文件，根据文件中设置的启动层级和执行项来启动对应的程序。

文件头内容大致如下

# 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:5:initdefault:

...

表示0-6的文件中说明了不同的启动层级，以及设定的启动层级。0为关机，1为单用户模式（维护模式），较为常用的是3和5，3为普通用户登陆的字符终端模式，5为带图形界面的用户终端模式。

上述示例，其中设定的行

id:5:initdefault:

表示启动的层级为5，即图形界面终端模式。

3. 执行系统初始化脚本（/etc/rc.d/rc.sysinit）

之后/etc/inittab第一个执行项，通常为

si::sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit

表示启动脚本/etc/rc.d/rc.sysinit，这个脚本对系统进行一系列的初始化，包括时钟、键盘、磁盘、文件系统等初始化。

其中/etc/inittab每一行代表一个执行项，格式如下

id:runlevels:action:process

        id:                表示该执行项的id，为符合命名规则的标识符
        runlevels: 符合执行条件的运行层级，为0-6数字的组合
        action: 启动进程的方式，有initdefault, wait, respawn等选项
        process: 表示需要执行的进程

4. 执行启动层级对应脚本（rc*.d）

之后启动不同层级的初始化进程，/etc/inittab执行项通常如下

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
l5:5:wait:/etc/rc.d/rc 5
l6:6:wait:/etc/rc.d/rc 6

这个执行项执行不同启动层级对应的程序，启动程序放在/etc/rcN.d目录下，N为0-6，比如层级3对应/etc/rc3.d目录。init进程依次执行对应目录下的脚本文件。

rcN.d目录下的文件通常是链接文件，指向/etc/init.d目录下的文件，实际执行的是/etc/init.d目录下的文件。如下为/etc/rc3.d目录下的文件list示例

/etc/init.d的.d表示目录的意思，与启动程序/etc/init区分开，表示都是启动程序或目录。/etc/rcN.d的.d也表示目录的意思，rc大致为run-level command的意思，表示不同启动层级的程序。可以在init.d目录下查看，这里的程序其实都是脚本程序。这些脚本程序基本上都是服务程序，能接受start、stop、restart、status等参数。

4. 启动终端

rc执行完毕之后，系统环境已经设置完成，各种服务进程也已经启动。init开始启动终端程序。inittab文件中执行项通常如下

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

这里表示2345层级的启动以respawn方式启动6个mingetty终端进程。

终端响应键盘鼠标显示器等设备实现与用户进行交互。终端程序会启动登录界面，提示输入用户名和口令。运行级别5的系统模式会启动图形界面的终端程序。

6个终端进程之间可以通过键盘CTRL+ALT+F1~F6进行切换。

终端启动之后，用户就可以通过键盘、鼠标或者网络连接等登录系统进行操作了。

5. 总结

整体的启动过程总结大体如下图。