系统启动和引导过程

当打开 Linux 计算机时会发生什么？

在几乎每种 Linux 配置中，引导过程都可以分为 9 个步骤：

1. 硬件和固件：BIOS 或固件系统读取硬盘或者其他引导设备（例如，光盘、软盘、网络引导等等）上的主引导记录。
2. 引导装载程序运行。x86 系统上的 Linux 系统通常使用 LILO 或者 GRUB。某些老式系统可能使用 loadlin 通过一个中间 DOS 分区进行引导。在 Power PC® 系统上，这可能是 BootX 或者 yaboot。一般来说，引导装载程序 是一种简单的程序，它知道到哪里寻找 Linux 内核，可能在几个版本之间进行选择，甚至可以选择同一计算机上的其他操作系统。
3. 内核装载。
4. 安装根文件系统。在某些情况下，装载一个临时 ramdisk 映像，然后再安装真正的根文件系统，这样可以启用真实根文件系统所需的特殊驱动程序或模块。

安装好根文件系统之后，就可以开始初始化了。

5. 启动进程 init 是所有其他 Linux 进程的父进程。
6. 读取 /etc/inittab 的内容，对余下的引导步骤进行配置。特别重要的是，/etc/inittab 中的命令行控制将系统引导到哪个运行级别，从而决定初始化期间还要执行哪些步骤。

实际上，此后的所有引导过程完全由文件 /etc/inittab 的内容控制。具体来说，脚本和工具一般按照某些约定运行，但是理论上完全可以通过修改 /etc/inittab 来运行不同的脚本。

/etc/inittab 中的一个特定设置特别关键。这一行像下面这样：

id:5:initdefault:

这一行一般出现在接近文件顶部的地方，它设置运行级别。运行级别控制 /etc/inittab 脚本其余部分中采取的操作。

在处理 /etc/inittab 脚本时发生了什么？具体来说，在这个过程中涉及哪些文件和目录？

7. 与运行级别无关的系统初始化。一般情况下，无论运行级别如何，都要执行某些初始化操作。这些步骤在 /etc/inittab 中用下面这样的设置表示：

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

在某些 Linux 系统上（大多数基于 Debian 的系统），还会看到：

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

如果是后一种情况，/etc/init.d/rcS 是一个脚本，它只运行每个匹配 /etc/rcS.d/[Ss]??* 的脚本。另一方面，如果系统使用 /etc/rc.d/rc.sysinit，那么这个文件包含一个长脚本，用于执行所有 初始化过程。

8. 特定于运行级别的系统初始化。实际上，可以把任意数量的操作与运行级别联系起来，而且一个操作可以与一个或多个运行级别相关联。/etc/inittab 包含的代码像下面这样：

l0:0:wait:/etc/rc.d/rc 0
# ...
l5:5:wait:/etc/rc.d/rc 5
l6:6:wait:/etc/rc.d/rc 6

脚本 /etc/rc.d/rc 将运行所有匹配 /etc/rc$1.d/[KkSs]??* 模式的文件。例如，在以运行级别 5 启动的示例系统上，会依次运行以下文件：

/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” 开头的文件是杀死脚本，它们结束进程或者清除进程的操作。以“S”或“s”开头的文件是启动脚本，它们一般启动新进程或者使系统准备在此运行级别上运行。这些文件大多数是 shell 脚本，而且大多数是链接（常常链接到 /etc/init.d/ 中的文件）。

在大多数情况下，当 Linux 系统在一个运行级别上运行之后，您希望作为用户登录进系统。为此，运行一个称为 getty 的程序来处理登录过程。发行版创建者们使用基本 getty 的许多变体，比如 agetty、mgetty 和 mingetty。这些程序基本上都做同样的工作。

9. 在提示符下登录。/etc/inittab 常常在一个或多个虚拟终端中启动 getty 程序，并且为几个不同运行级别这样做。这是用下面这样的代码配置的：

# 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

第一个数字是运行 getty 的虚拟终端，后面的一组数字是采用此操作的几个运行级别（例如，在运行级别 2、3、4 和 5 上都启动 mingetty）。

接下来的步骤可能涉及启动更多服务、登录进一种图形化环境、恢复 UI 设置或者其他更个性化的细节，这超出了本教程的讨论范围。