Linux 启动流程

内容来自实验楼

启动顺序

Linux 启动过程主要包括以下 4 个步骤：

1.BIOS 自检：计算机加电后，系统将自动读取 BIOS 中的硬件信息（如：显卡、内存、主板、CPU 等）。然后查找启动设备并设置优先级。接着系统开始自检（POST，power on selftest），若有问题会给出提示信息，没有问题就启动执行硬件初始化，并设置 PnP （Plug-and-Play，即插即用）设备。最后启动驻留在硬盘主引导记录 MBR (MasterBoot Record，主引导分区)中的引导程序 GRUB 或 lilo。

2.GRUB/lilo 引导启动程序：用户通过 GRUB 或 lilo 引导加载程序启动 Linux 系统。引导程序只是将控制权交给内核，此时操作系统并未装入内存。其中，ubuntu 默认 GRUB 为引导加载程序。

3.装载 Linux 内核：最初的引导过程完成后，引导程序开始加载 Linux 内核。ubuntu 的 Linux 内核在 /boot 目录下。

4.系统初始化：Ubuntu 采用的是基于事件的启动管理器 —— Upstart，主要包括 3 个程序（init、telinit、runlevel）和相应配置文件目录（/etc/init、/etc/rcN.d、/etc/init.d）组成。系统内核首先会启动 init 进程，读取并运行 /etc/init 目录下的启动配置文件，init 启动任务时会读取默认的运行等级（runlevel），然后将结果传递给 upstart 的下一个组件 telinit 中。telinit 通过比较当前 runlevel 与将要进入的 runlevel 之间运行服务的不同，关闭不需要的服务项，启动目前未运行的服务，从而实现系统状态的转换。

初始化阶段完成后，系统就可以准备接受用户登录。

bios ：接管主板所有自检工作，掌握系统的启动，部件之间的兼容和程序管理等多项任务。连接软件与硬件设备的“桥梁”。

boot loader ：grub 实际上是一个 boot loader，开机管理程序可以指定使用哪个核心文件来开机，并实际载入核心（kernel）到内存当中解压缩与执行， 此时核心就能够开始在内存内活动，并侦测所有硬件信息与载入适当的驱动程序来使整部主机开始运行。

init 进程：系统开始的第一个工作，它是其他所有进程的父进程，一直处在运行状态，并且进程 id 号永远是第一个。作用是读取初始化脚本，完成系统相关管理任务。

运行级别

Linux 系统的运行级别由 init 启动的，可以通过 ps -ax 命令查看到 PID=1 是 init 进程

init 是 Linux 内核启动的用户级别进程。ubuntu 的默认运行级别文件是 /etc/init/rc-sysinit.conf 。

在 /etc/rc$.d 目录中定义了各种运行级别的运行服务

cd /etc
ls | grep rc

我们来查看一下定义为 2 级别的服务

上面的 rc.local 可以写入任何想要开机时就进行的工作，在启动的最后阶段，系统会执行存于 rc.local 中的命令。

目录里面的服务以 K 开头的是系统将终止对应的服务，以 S 开头的是系统将启动对应的服务。

S 或者 K 后面跟的数字是程序优先级，数值越小，优先级越高。数字后面的是服务的名称。

可以看到有这几个运行级别：

级别功能
0关闭系统
1让系统进入单用户（S，恢复）模式
2/3/4/5多用户模式，图形登陆界面，运行所有预定的系统服务。对于系统定制而言，运行级别2-5的作用相同。
6重启系统
S单用户与（恢复）模式， 文本登录界面，只运行很少几项系统服务
默认情况下，ubuntu 系统引导进入运行级别 2。

查看 /etc/init/rc-sysinit.conf 的内容

实验楼

可以看到 default runlevel = 2 ，即默认运行级别为 2。

添加和移除自启动程序

  1. 在 rc.local 脚本中设置

    /rc.local 脚本是 ubuntu 开机之后就会自动执行的一个脚本，位于 /etc 路径下。

    可以通过 root 权限对这个脚本进行内容修改添加命令执行等。

    sudo vim /etc/rc.local

  2. 自定义脚本文件

    除了使用 rc.local 脚本来自启动开机项，还可以新建一个脚本文件 new.sh 来添加开机自启动项。

    首先，新建一个脚本：

    vim new.sh

    然后设置脚本权限：

    sudo chmod +x new.sh

    移动脚本到启动目录下：

    sudo mv new.sh /etc/init.d/new_service.sh

    将自定义脚本添加至启动项中：

    cd /etc/init.d/
sudo update-rc.d new_service.sh defaults 95

    其中，数值 95 表示一个优先级，越小表示执行的越早，可以按照自己的需要相应修改即可。

    由于实验楼环境的权限问题，不能验证该脚本的启动过程。

  3. 使用 sysv-rc-conf 工具

    sudo apt-get install sysv-rc-conf

    验证使用工具

    sudo su
sysv-rc-conf

    用鼠标点击或者用键盘方向键定位，用空格键设置，X 表示开启该服务，q 退出。

设置mysql自启的例子

第一种：使用 update-rc.d 命令

sudo update-rc.d mysql defaults

启动之后，通过 ll 命令来查看下 mysql 的相关运行信息。

ll /etc/rc?.d/*mysql

可以看到 mysql 在运行级别为 2，3，4，5 上以优先级 20 启动，在运行级别 0，6 上关闭。

移除自启动的方法如下：

sudo update-rc.d -f mysql remove

如果我们想设置某些运行级别是启动的，某些运行级别是不启动的，应该怎么设置呢？

现在假设我们设置优先级为 50 的是在 2，3，4 上启动，优先级为 51 的在 0，1，5，6 上不启动。

sudo update-rc.d mysql start 50 2 3 4 . stop 51 0 1 5 6 .

可以看到已经发生了改变。

第二种使用 sysv-rc-conf 工具