那篇文章不涉及操作系统,只与显卡的板载程序有关。明天,我想接着往下写,阐述操作系统接管硬件之后发生的事情,也就是操作系统的启动流程。
这个部份比较有意思。由于在BIOS阶段,计算机的行为基本上被写死了,程序员可以做的事情并不多;而且,一旦步入操作系统,程序员几乎可以定做所有方面。所以,这个部份与程序员的关系更密切。
我主要关心的是Linux操作系统,它是目前服务器端的主流操作系统。下边的内容针对的是Debian发行版,由于我对其他发行版不够熟悉。
第一步、加载内核
操作系统接管硬件之后,首先读入/boot目录下的内核文件。
以我的笔记本为例,/boot目录下边大约是这样一些文件:
第二步、启动初始化进程
内核文件加载之后,就开始运行第一个程序/sbin/init,它的作用是初始化系统环境。
因为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
许多程序须要开机启动。它们在Windows称作"服务"(service),在Linux就称作"守护进程"(daemon)。
init进程的一大任务,就是去运行那些开机启动的程序。而且,不同的场合须要启动不同的程序,例如用作服务器时,须要启动Apache,用作桌面就不须要。Linux准许为不同的场合,分配不同的开机启动程序,这就称作"运行级别"(runlevel)。也就是说,启动时按照"运行级别",确定要运行什么程序。
Linux预置七种运行级别(0-6)。通常来说,0是死机,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。假如你打开它,可以见到第一行是这样的:
id:2:initdefault:
initdefault的值是2,表明系统启动时的运行级别为2。假如须要指定其他级别,可以自动更改这个值。
这么,运行级别2有些哪些程序呢,系统怎样晓得每位级别应当加载什么程序呢?......回答是每位运行级别在/etc目录下边,都有一个对应的子目录,指定要加载的程序。
里面目录名中的"rc",表示runcommand(运行程序),最后的d表示directory(目录)。下边让我们瞧瞧/etc/rc2.d目录中究竟指定了什么程序。
可以看见,不仅第一个文件README以外,其他文件名都是"字母S+两位数字+程序名"的方式。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),倘若这个位置是字母K,就代表Kill(关掉),即若果从其他运行级别切换过来,须要关掉的程序(启动脚本的运行参数为stop)。旁边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,之后是rpcbing、nfs......数字相同时,则依照程序名的字母次序启动,所以rsyslog会先于sudo启动。
这个目录里的所有文件(不仅README),就是启动时要加载的程序。假如想降低或删掉个别程序,不建议自动更改/etc/rcN.d目录,最好是用一些专门命令进行管理(参考这儿和这儿)。
第四步、加载开机启动程序
后面提及,七种预设的"运行级别"各自有一个目录,储存须要开机启动的程序。不难想到,假如多个"运行级别"须要启动同一个程序,这么这个程序的启动脚本,都会在每一个目录里都有一个拷贝。这样会导致管理上的困惑:假如要更改启动脚本,岂不是每位目录都要改一遍?
Linux的解决办法,就是七个/etc/rcN.d目录里列举的程序,都设为链接文件linux虚拟主机,指向另外一个目录/etc/init.d,真正的启动脚本都统一放到这个目录中。init进程逐一加载开机启动程序,当然就是运行这个目录里的启动脚本。
下边就是链接文件真正的指向。
这样做的另一个益处,就是假如你要自动关掉或重启某个进程,直接到目录/etc/init.d中找寻启动脚本即可。例如,我要重启Apache服务器,就运行下边的命令:
sudo/etc/init.d/apache2restart
/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,拿来与程序/etc/init分辨。
第五步、用户登入
开机启动程序加载完毕之后,就要让用户登入了。
通常来说,用户的登陆方法有三种:
这三种情况,都有自己的方法对用户进行认证。
第六步、进入loginshell
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。用户登入时打开的shell,就称作loginshell。
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linux系统命令,在这一步的处理,也存在差别。
~/.bash_profile
~/.bash_login
~/.profile
须要注意的是,这三个文件只要有一个存在,就不再读入旁边的文件了。例如,要是~/.bash_profile存在,就不会再读入前面两个文件了。
第七步、打开non-loginshell
老实说,上一步完成之后,Linux的启动过程即使结束了,用户早已可以看见命令行提示符或则图形界面了。并且,为了内容的完整,必须再介绍一下这一步。
用户步入操作系统之后,经常会再自动开启一个shell。这个shell就称作non-loginshell,意思是它不同于登陆时出现的那种shell,不读取/etc/profile和.profile等配置文件。
non-loginshell的重要性,除了在于它是用户最常接触的那种shell,还在于它会读入用户自己的bash配置文件~/.bashrc。大多数时侯,我们对于bash的订制,都是写在这个文件上面的。
你或许会问,要是不步入non-loginshell,岂不是.bashrc就不会运行了,因而bash也就不能完成订制了?事实上,Debian早已考虑到这个问题了,请打开文件~/.profile,可以看见下边的代码:
if [ -n "$BASH_VERSION" ]; then
if [ -f "$HOME/.bashrc" ]; then
. "$HOME/.bashrc"
fi
fi
里面代码先判别变量$BASH_VERSION是否有值,之后判定主目录下是否存在.bashrc文件linux 设置开机启动,假如存在就运行该文件。第三行开头的哪个点,是source命令的缩写方式,表示运行某个文件,写成"source~/.bashrc"也是可以的。
为此,只要运行~/.profile文件,~/.bashrc文件才会连带运行。并且上一节的第一种情况提及过,假如存在~/.bash_profile文件,这么有可能不会运行~/.profile文件。解决这个问题很简单,把下边代码写入.bash_profile就行了。
if [ -f ~/.profile ]; then
. ~/.profile
fi
这样一来,不管是哪种情况,.bashrc就会执行,用户的设置可以放心地都写入这个文件了。
Bash的设置之所以这么繁杂,是因为历史缘由引起的。初期的时侯,计算机运行速率很慢,载入配置文件须要很长时间,Bash的作者只得把配置文件分成了几个部份,阶段性载入。系统的通用设置置于/etc/profile,用户个人的、需要被所有子进程承继的设置置于.profile,不须要被承继的设置置于.bashrc。
顺便提一下linux 设置开机启动,不仅Linux以外,MacOSX使用的shell也是Bash。并且,它只加载.bash_profile,之后在.bash_profile上面调用.bashrc。并且,不管是ssh登陆,还是在图形界面里启动shell窗口,都是这么。
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