Linux 的启动流程
第一步、加载内核
操作系统接管硬件以后,首先读入 /boot 目录下的内核文件。
以我的电脑为例,/boot 目录下面大概是这样一些文件:
$ ls /bootconfig-3.2.0-3-amd64config-3.2.0-4-amd64grubinitrd.img-3.2.0-3-amd64initrd.img-3.2.0-4-amd64System.map-3.2.0-3-amd64System.map-3.2.0-4-amd64vmlinuz-3.2.0-3-amd64vmlinuz-3.2.0-4-amd64
第二步、启动初始化进程
内核文件加载以后,就开始运行第一个程序 /sbin/init,它的作用是初始化系统环境。
由于init是第一个运行的程序,它的进程编号(pid)就是1。其他所有进程都从它衍生,都是它的子进程。
第三步、确定运行级别
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预置七种运行级别(0-6)。一般来说,0是关机,1是单用户模式(也就是维护模式),6是重启。运行级别2-5,各个发行版不太一样,对于Debian来说,都是同样的多用户模式(也就是正常模式)。
init进程首先读取文件 /etc/inittab,它是运行级别的设置文件。如果你打开它,可以看到第一行是这样的:
id:2:initdefault:
initdefault的值是2,表明系统启动时的运行级别为2。如果需要指定其他级别,可以手动修改这个值。
那么,运行级别2有些什么程序呢,系统怎么知道每个级别应该加载哪些程序呢?......回答是每个运行级别在/etc目录下面,都有一个对应的子目录,指定要加载的程序。
/etc/rc0.d/etc/rc1.d/etc/rc2.d/etc/rc3.d/etc/rc4.d/etc/rc5.d/etc/rc6.d
上面目录名中的"rc",表示run command(运行程序),最后的d表示directory(目录)。下面让我们看看 /etc/rc2.d 目录中到底指定了哪些程序。
$ ls /etc/rc2.dREADMES01motdS13rpcbindS14nfs-commonS16binfmt-supportS16rsyslogS16sudoS17apache2S18acpid...
可以看到,除了第一个文件README以外,其他文件名都是"字母S+两位数字+程序名"的形式。字母S表示Start,也就是启动的意思(启动脚本的运行参数为start),如果这个位置是字母K,就代表Kill(关闭),即如果从其他运行级别切换过来,需要关闭的程序(启动脚本的运行参数为stop)。后面的两位数字表示处理顺序,数字越小越早处理,所以第一个启动的程序是motd,然后是rpcbing、nfs......数字相同时,则按照程序名的字母顺序启动,所以rsyslog会先于sudo启动。
这个目录里的所有文件(除了README),就是启动时要加载的程序。如果想增加或删除某些程序,不建议手动修改 /etc/rcN.d 目录,最好是用一些专门命令进行管理(参考这里和这里)。
第四步、加载开机启动程序
前面提到,七种预设的"运行级别"各自有一个目录,存放需要开机启动的程序。不难想到,如果多个"运行级别"需要启动同一个程序,那么这个程序的启动脚本,就会在每一个目录里都有一个拷贝。这样会造成管理上的困扰:如果要修改启动脚本,岂不是每个目录都要改一遍?
Linux的解决办法,就是七个 /etc/rcN.d 目录里列出的程序,都设为链接文件,指向另外一个目录 /etc/init.d ,真正的启动脚本都统一放在这个目录中。init进程逐一加载开机启动程序,其实就是运行这个目录里的启动脚本。
下面就是链接文件真正的指向。
$ ls -l /etc/rc2.dREADMES01motd -> ../init.d/motdS13rpcbind -> ../init.d/rpcbindS14nfs-common -> ../init.d/nfs-commonS16binfmt-support -> ../init.d/binfmt-supportS16rsyslog -> ../init.d/rsyslogS16sudo -> ../init.d/sudoS17apache2 -> ../init.d/apache2S18acpid -> ../init.d/acpid...
这样做的另一个好处,就是如果你要手动关闭或重启某个进程,直接到目录 /etc/init.d 中寻找启动脚本即可。比如,我要重启Apache服务器,就运行下面的命令:
$ sudo /etc/init.d/apache2 restart
/etc/init.d 这个目录名最后一个字母d,是directory的意思,表示这是一个目录,用来与程序 /etc/init 区分。
第五步、用户登录
开机启动程序加载完毕以后,就要让用户登录了。
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
这三种情况,都有自己的方式对用户进行认证。
(1)命令行登录:init进程调用getty程序(意为get teletype),让用户输入用户名和密码。输入完成后,再调用login程序,核对密码(Debian还会再多运行一个身份核对程序/etc/pam.d/login)。如果密码正确,就从文件 /etc/passwd 读取该用户指定的shell,然后启动这个shell。
(2)ssh登录:这时系统调用sshd程序(Debian还会再运行/etc/pam.d/ssh ),取代getty和login,然后启动shell。
(3)图形界面登录:init进程调用显示管理器,Gnome图形界面对应的显示管理器为gdm(GNOME Display Manager),然后用户输入用户名和密码。如果密码正确,就读取/etc/gdm3/Xsession,启动用户的会话。
第六步、进入 login shell
所谓shell,简单说就是命令行界面,让用户可以直接与操作系统对话。用户登录时打开的shell,就叫做login shell。
Debian默认的shell是Bash,它会读入一系列的配置文件。上一步的三种情况,在这一步的处理,也存在差异。
(1)命令行登录:首先读入 /etc/profile,这是对所有用户都有效的配置;然后依次寻找下面三个文件,这是针对当前用户的配置。
~/.bash_profile~/.bash_login~/.profile
需要注意的是,这三个文件只要有一个存在,就不再读入后面的文件了。比如,要是 ~/.bash_profile 存在,就不会再读入后面两个文件了。
(2)ssh登录:与第一种情况完全相同。
(3)图形界面登录:只加载 /etc/profile 和 ~/.profile。也就是说,~/.bash_profile 不管有没有,都不会运行。
第七步,打开 non-login shell
老实说,上一步完成以后,Linux的启动过程就算结束了,用户已经可以看到命令行提示符或者图形界面了。但是,为了内容的完整,必须再介绍一下这一步。
用户进入操作系统以后,常常会再手动开启一个shell。这个shell就叫做 non-login shell,意思是它不同于登录时出现的那个shell,不读取/etc/profile和.profile等配置文件。
non-login shell的重要性,不仅在于它是用户最常接触的那个shell,还在于它会读入用户自己的bash配置文件 ~/.bashrc。大多数时候,我们对于bash的定制,都是写在这个文件里面的。
你也许会问,要是不进入 non-login shell,岂不是.bashrc就不会运行了,因此bash 也就不能完成定制了?事实上,Debian已经考虑到这个问题了,请打开文件 ~/.profile,可以看到下面的代码:
if [ -n "$BASH_VERSION" ]; thenif [ -f "$HOME/.bashrc" ]; then. "$HOME/.bashrc"fifi
上面代码先判断变量 $BASH_VERSION 是否有值,然后判断主目录下是否存在 .bashrc 文件,如果存在就运行该文件。第三行开头的那个点,是source命令的简写形式,表示运行某个文件,写成"source ~/.bashrc"也是可以的。
因此,只要运行~/.profile文件,~/.bashrc文件就会连带运行。但是上一节的第一种情况提到过,如果存在~/.bash_profile文件,那么有可能不会运行~/.profile文件。解决这个问题很简单,把下面代码写入.bash_profile就行了。
if [ -f ~/.profile ]; then. ~/.profilefi
这样一来,不管是哪种情况,.bashrc都会执行,用户的设置可以放心地都写入这个文件了。
Bash的设置之所以如此繁琐,是由于历史原因造成的。早期的时候,计算机运行速度很慢,载入配置文件需要很长时间,Bash的作者只好把配置文件分成了几个部分,阶段性载入。系统的通用设置放在 /etc/profile,用户个人的、需要被所有子进程继承的设置放在.profile,不需要被继承的设置放在.bashrc。
顺便提一下,除了Linux以外, Mac OS X 使用的shell也是Bash。但是,它只加载.bash_profile,然后在.bash_profile里面调用.bashrc。而且,不管是ssh登录,还是在图形界面里启动shell窗口,都是如此。
一篇好文-linux启动说明:EP88: Linux Boot Process Explained - ByteByteGo Newsletter
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机器学习 - 文本特征处理之 TF 和 IDF
TF(Term Frequency,词频)和IDF(Inverse Document Frequency,逆文档频率)是文本处理和信息检索中的两个重要概念,常用于计算一个词在文档中的重要性。下面是详细解释: TF(…...
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因为自己淋过雨所以想给嵌入式撑把伞
在开始前刚好我有一些资料,是我根据网友给的问题精心整理了一份「嵌入式的资料从专业入门到高级教程」, 点个关注在评论区回复“888”之后私信回复“888”,全部无偿共享给大家!!!新手学嵌入式,…...
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《C++20设计模式》中单例模式
文章目录 一、前言二、饿汉式1、实现 三、懒汉式1、实现 四、最后 一、前言 单例模式定义: 单例模式(Singleton Pattern)是一种创建型设计模式,其主要目的是确保一个类只有一个实例,并提供全局访问点来访问这个实例。…...
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前端技术(说明篇)
Introduction ##编写内容:1.前端概念梳理 2.前端技术种类 3.前端学习方式 ##编写人:贾雯爽 ##最后更新时间:2024/07/01 Overview 最近在广州粤嵌进行实习,项目名称是”基于Node实现多人聊天室“,主要内容是对前端界…...
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STL--求交集,并集,差集(set_intersection,set_union,set_difference)
set_intersection(重要) 求两个有序的序列的交集. 函数声明如下: template<class InputIterator1, class InputIterator2, class OutputIterator>OutputIterator set_intersection(InputIterator1 _First1, //容器1开头InputIterator1 _Last1, //容器2结尾(不包含)Inp…...
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GPT对话代码库——HAL库下 USART 的配置及问题(STM32G431CBT6)
目录 1,问: 1,答: 示例代码 正确的HAL库初始化方式 自定义初始化方式(不推荐) 总结 2,问: 2,答: 代码详细解释 初始部分 主初始化部分 初始化调用…...
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为PPT加密:如何设置和管理“打开密码”?
在保护演示文稿的内容时,给PPT文件设置“打开密码”是一个简单而有效的方法。今天一起来看看如何设置和管理PPT文件的“打开密码”吧! 一、设置PPT“打开密码” 首先,打开需要加密的PPT文件,点击左上角的“文件”选项卡&#x…...
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windows USB设备驱动开发-开发USB 设备端驱动
USB 设备是通过单个端口连接到计算机的外设,例如鼠标设备和键盘。 USB 客户端驱动程序是计算机上安装的软件,该软件与硬件通信以使设备正常运行。 如果设备属于 Microsoft 支持的设备类,Windows 会为该设备加载 Microsoft 提供的 USB 驱动程序…...
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全国现状建筑数据,选中范围即可查询下载,富含建筑物位置、层数、建筑物功能、名称地址等信息!
今天分享的是一个绘制范围即可下载范围内的建筑数据下载工具,内含高质量建筑数据数据源,助力场地建设规模一目了然。 数据可视化: 建筑物位置、层数、建筑轮廓地图可见,辅助分析。 数据字段: 建筑高度、层数、基地面…...
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【单链表】03 设L为带头结点的单链表,编写算法实现从尾到头反向输出每个结点的值。
🕺作者: 主页 我的专栏C语言从0到1探秘C数据结构从0到1探秘Linux算法题上机准备 😘欢迎 ❤️关注 👍点赞 🙌收藏 ✍️留言 题目 设L为带头结点的单链表,编写算法实现从尾到头反向输出每个结点的值。 算法…...
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低姿态魅力:丰田雅力士AIRBFT气动避震改装秀
丰田雅力士,一款以其灵巧与动感著称的小车,当它搭载了AIRBFT气动避震系统后,车身姿态得以进一步降低,展现出了前所未有的低姿态魅力。低至地面的车身,不仅在视觉上给人以强烈的冲击感,更在行驶中提供了更低的风阻,提升了车辆的稳定性和操控性。AIRBFT气动避震系统以其卓…...
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【Linux】TCP协议【中】{确认应答机制/超时重传机制/连接管理机制}
文章目录 1.确认应答机制2.超时重传机制:超时不一定是真超时了3.连接管理机制 1.确认应答机制 TCP协议中的确认应答机制是确保数据可靠传输的关键部分。以下是该机制的主要步骤和特点的详细解释: 数据分段与发送: 发送方将要发送的数据分成一…...
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代码随想录算法训练营第22天(py)| 二叉树 | 669. 修剪二叉搜索树、108.将有序数组转换为二叉搜索树、538.把二叉搜索树转换为累加树
669. 修剪二叉搜索树 力扣链接 给定一个二叉搜索树,同时给定最小边界L 和最大边界 R。通过修剪二叉搜索树,使得所有节点的值在[L, R]中 (R>L) 思路 如果当前节点元素小于low,递归右子树,返回符合条件的头节点 如果当前节点元…...
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MySQL8找不到my.ini配置文件以及报sql_mode=only_full_group_by解决方案
一、找不到my.ini配置文件 MySQL 8 安装或启动过程中,如果系统找不到my.ini文件,通常意味着 MySQL服务器没有找到其配置文件。在Windows系统上,MySQL 8 预期使用my.ini作为配置文件,而不是在某些情况下用到的my.cnf文件。 通过 …...
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shell脚本:将一维数组以二维数组显示
shell脚本:将一维数组改成二维数组显示 1.编辑脚本文件 vi output_array.sh2.编写脚本 #!/bin/bash# 假设一维数组one_array已经包含9个元素 one_array=(1 2 3 4 5 6 7 8 9) # 获取数组长度 length=...
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[10] CUDA程序性能的提升 与 流
CUDA程序性能的提升 与 流 1. CUDA程序性能的提升 在本节中,我们会看到用来遵循的基本的一些性能来提升准则,我们会逐一解释它们1.1 使用适当的块数量和线程数量 研究表明,如果块的数量是 GPU 的流多处理器数量的两倍,则会给出最佳性能,不过,块和线程的数量与具体的算法…...