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# Linux 系统启动过程

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## 一、Linux 系统启动过程

Linux系统的启动过程分为5个阶段： 

```
内核的引导。
运行 init。 
系统初始化。 
建立终端 。 
用户登录系统。
```

### 内核的引导 

当计算机打开电源后，首先是BIOS开机自检，按照BIOS中设置的启动设备（通常是硬盘）来启动。 操作系统接管硬件以后，首先读入 /boot 目录下的内核文件。 

### 运行 init 

init 进程是系统所有进程的起点，你可以把它比拟成系统所有进程的老祖宗，没有这个进程，系统中任何进程都不会 启动。 

#### init 程序首先是需要读取配置文件 /etc/inittab。 

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系统有7个运行级别(runlevel)：

```
运行级别0：系统停机状态，系统默认运行级别不能设为0，否则不能正常启动 
运行级别1：单用户工作状态，root权限，用于系统维护，禁止远程登陆 
运行级别2：多用户状态(没有NFS) 
运行级别3：完全的多用户状态(有NFS)，登陆后进入控制台命令行模式 
运行级别4：系统未使用，保留 
运行级别5：X11控制台，登陆后进入图形GUI模式 
运行级别6：系统正常关闭并重启，默认运行级别不能设为6，否则不能正常启动
```

### 系统初始化 

在init的配置文件中有这么一行：si::sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit 它调用执行了/etc/rc.d/rc.sysinit，而rc.sysinit是一 个bash shell的脚本，它主要是完成一些系统初始化的工作，rc.sysinit是每一个运行级别都要首先运行的重要脚本。 它主要完成的工作有：激活交换分区，检查磁盘，加载硬件模块以及其它一些需要优先执行任务。

```
l5:5:wait:/etc/rc.d/rc 5
```

这一行表示以5为参数运行/etc/rc.d/rc，/etc/rc.d/rc是一个Shell脚本，它接受5作为参数，去执行/etc/rc.d/rc5.d/目录下的所有的rc启动脚本，/etc/rc.d/rc5.d/目录中的这些启动脚本实际上都是一些连接文件，而不是真正的rc启动脚 本，真正的rc启动脚本实际上都是放在/etc/rc.d/init.d/目录下。

而这些rc启动脚本有着类似的用法，它们一般能接受start、stop、restart、status等参数。 

/etc/rc.d/rc5.d/中的rc启动脚本通常是K或S开头的连接文件，对于以 S 开头的启动脚本，将以start参数来运行。 

而如果发现存在相应的脚本也存在K打头的连接，而且已经处于运行态了(以/var/lock/subsys/下的文件作为标志)， 则将首先以stop为参数停止这些已经启动了的守护进程，然后再重新运行。 

这样做是为了保证是当init改变运行级别时，所有相关的守护进程都将重启。 

至于在每个运行级中将运行哪些守护进程，用户可以通过chkconfig或setup中的"System Services"来自行设定。

### 建立终端 

rc执行完毕后，返回init。这时基本系统环境已经设置好了，各种守护进程也已经启动了。 

init接下来会打开6个终端，以便用户登录系统。在inittab中的以下6行就是定义了6个终端：

```
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
```

从上面可以看出在2、3、4、5的运行级别中都将以respawn方式运行mingetty程序，mingetty程序能打开终端、设置模式。

同时它会显示一个文本登录界面，这个界面就是我们经常看到的登录界面，在这个登录界面中会提示用户输入用户 名，而用户输入的用户将作为参数传给login程序来验证用户的身份。

### 用户登录系统 

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
```

![](/files/-MRzE3vmcUh50bWCj0L7)

对于运行级别为5的图形方式用户来说，他们的登录是通过一个图形化的登录界面。登录成功后可以直接进入 KDE、 Gnome 等窗口管理器。 

而本文主要讲的还是文本方式登录的情况：当我们看到mingetty的登录界面时，我们就可以输入用户名和密码来登录 系统了。 

Linux 的账号验证程序是 login，login 会接收 mingetty 传来的用户名作为用户名参数。 

然后 login 会对用户名进行分析：如果用户名不是 root，且存在 /etc/nologin 文件，login 将输出 nologin 文件的内容，然后退出。 

这通常用来系统维护时防止非root用户登录。只有/etc/securetty中登记了的终端才允许 root 用户登录，如果不存在 这个文件，则 root 用户可以在任何终端上登录。 

/etc/usertty文件用于对用户作出附加访问限制，如果不存在这个文件，则没有其他限制。

## 二、图形模式与文字模式的切换方式 

Linux预设提供了六个命令窗口终端机让我们来登录。 

默认我们登录的就是第一个窗口，也就是tty1，这个六个窗口分别为tty1,tty2 … tty6，你可以按下Ctrl + Alt + F1 \~ F6 来切换它们。 

如果你安装了图形界面，默认情况下是进入图形界面的，此时你就可以按Ctrl + Alt + F1 \~ F6来进入其中一个命令窗 口界面。 

当你进入命令窗口界面后再返回图形界面只要按下Ctrl + Alt + F7 就回来了。 

如果你用的vmware 虚拟机，命令窗口切换的快捷键为 Alt + Space + F1\~F6. 如果你在图形界面下请按Alt + Shift + Ctrl + F1\~F6 切换至命令窗口。

![](/files/-MRzFKLDtggKFDioHoBC)

## 三、Linux 关机 

在linux领域内大多用在服务器上，很少遇到关机的操作。

毕竟服务器上跑一个服务是永无止境的，除非特殊情况 下，不得已才会关机。 

正确的关机流程为：sync > shutdown > reboot > halt 关机指令为：shutdown ，你可以man shutdown 来看一下帮助文档。 

例如你可以运行如下命令关机：

```
sync       # 将数据由内存同步到硬盘中。
shutdown   # 关机指令，你可以man shutdown 来看一下帮助文档。例如你可以运行如下命令关机：
shutdown -h 10 ‘This server will shutdown after 10 mins’ # 这个命令告诉大家，计算机将在10分钟后关
机，并且会显示在登陆用户的当前屏幕中。
shutdown -h now    # 立马关机
shutdown -h 20:25  # 系统会在今天20:25关机
shutdown -h +10    # 十分钟后关机
shutdown -r now    # 系统立马重启
shutdown -r +10    # 系统十分钟后重启
shutdown -c        # 取消关机
reboot     # 就是重启，等同于 shutdown –r now
halt       # 关闭系统，等同于shutdown –h now 和 poweroff
```

#### Linux poweroff 命令

poweroff 命令命令用于关闭计算器并切断电源。

使用权限：系统管理者。

#### 语法

```
poweroff [-n] [-w] [-d] [-f] [-i] [-h]
```

**参数说明**：

* -n : 在关机前不做将记忆体资料写回硬盘的动作
* -w : 并不会真的关机，只是把记录写到 /var/log/wtmp 档案里
* -d : 不把记录写到 /var/log/wtmp 文件里
* -i : 在关机之前先把所有网络相关的装置先停止
* -p : 关闭操作系统之前将系统中所有的硬件设置为备用模式。

#### 案列：

关闭系统

```
# poweroff
```

最后总结一下，不管是重启系统还是关闭系统，首先要运行 sync 命令，把内存中的数据写到磁盘中。 

关机的命令有 `shutdown –h now` `halt` `poweroff` 和 `init 0` , 重启系统的命令有 `shutdown -r now` `reboot` `init 6`