Linux系統

Linux是一套免費使用和自由傳播的類Unix操作系統，是一個基于POSIX和UNIX的多用戶、多任務、支持多線程和多CPU的操作系統。它能運行主要的UNIX工具軟件、應用程序和網絡協議。Linux繼承了Unix以網絡為核心的設計思想，是一個性能穩定的多用戶網絡操作系統。

Linux操作系統誕生于1991 年10 月5 日（這是第一次正式向外公布時間）。Linux存在著許多不同的Linux版本，但它們都使用了Linux內核。Linux可安裝在各種計算機硬件設備中，比如手機、平板電腦、路由器、視頻游戲控制臺、臺式計算機、大型機和超級計算機。

嚴格來講，Linux這個詞本身只表示Linux內核，但實際上人們已經習慣了用Linux來形容整個基于Linux內核，并且使用GNU 工程各種工具和數據庫的操作系統。

如何啟動

我們平時在工作或學習中經常使用Linux操作系統，但是他是如何從關機狀態啟動的呢？

BIOS

BIOS（Basic Input/Output System）基本輸入輸出系統。計算機在開機啟動時，首先會讀取這個系統，然后BIOS上會有一個加電自檢（POST）的過程。加電自檢過程其實就是檢查計算機硬件的過程，包括檢查CPU和內存，檢查計算機最基本的組成單位（控制器，運算器，存儲器），還會檢查其他硬件。如果沒有異常，就加載BIOS程序到內存中。BIOS加載到內存中，他的一個主要功能是存儲了磁盤的啟動順序，BIOS會根據啟動順序去查找磁盤頭的MBR信息，并加載和執行MBR中的BootLoader程序。一旦BootLoader程序被檢測并加載到內存中，BIOS就將控制權交給BootLoader程序。

MBR

MBR（Master Boot Record）主引導記錄。磁盤上第0磁道第一個扇區被稱為MBR。他的大小是512字節，里面存放了預啟動信息、分區表信息。MBR大體可分為兩個部分：第一部分為引導區，占了446個字節。第二部分為分區表，占了64個字節，記錄硬盤的分區信息。最后兩字節用于MBR的有效性檢驗。 預引導區的作用之一是找到標記為活動（ACTIVE）的分區，并將活動分區的引導區讀入內存。

GRUB

GRUB（Grand Unified Bootloader）多系統啟動程序，其執行過程可分為三個步驟：Stage1：它的主要工作就是查找并加載第二段Bootloader程序(stage2)，但系統在沒啟動時，MBR根本找不到文件系統，也就找不到stage2所存放的位置，因此，就有了stage1_5

Stage1_5：該步驟就是為了識別文件系統

Stage2：GRUB程序會根據/boot/grub/grub.conf文件查找Kernel的信息，然后開始加載Kernel程序，當Kernel程序被檢測并在加載到內存中，GRUB就將控制權交接給了Kernel程序。

Kernel

Kernel，內核。kernel是Linux系統最主要的程序，kernel的文件很小，只保留了最基本的模塊，并以壓縮文件的形式存儲在硬盤中，當GRUB將kernel讀進內存，內存開始解壓縮內核文件。解壓后，系統會調用start_kernel()函數來啟動一系列的初始化函數并初始化各種設備，完成Linux核心環境的建立。至此，Linux內核已經建立起來了，基于Linux的程序應該可以正常運行了。

在 start_kenrel()的結尾，內核通過kenrel_thread()創建出第一個進程(用戶空間的進程)，執行/sbin/init，之后就將控制權交接給了init程序。

Init

Init，初始化。進行OS初始化操作， 實際上是根據/etc/inittab(定義了系統默認運行級別)設定的動作進行腳本的執行，第一個被執行的腳本為/etc/rc.d/rc.sysinit，這個是真正的OS初始化腳本，它做的工作非常多，包括設定PATH、 設定網絡配置（/etc/sysconfig/network）、啟動swap分區、設定/proc等等。

執行完后，根據配置的啟動級別，執行對應目錄底下的腳本，最后執行/etc/rc.d/rc.local這個腳本，至此，系統啟動完成。

Runlevel

runlevel，運行級別，不同的級別會啟動的服務不一樣，init會根據定義的級別去執行相應目錄下的腳本，Linux的啟動級別分為以下幾種

　　0：關機模式

　　1：單一用戶模式(直接以管理員身份進入)

　　2：多用戶模式（無網絡）

　　3：多用戶模式（命令行）

　　4：保留

　　5：多用戶模式（圖形界面）

　　6：重啟

　　在不同的運行級別下，/etc/rc.d/rc這個腳本會分別執行不同目錄下的腳本

• Run level 0 – /etc/rc.d/rc0.d/
• Run level 1 – /etc/rc.d/rc1.d/
• Run level 2 – /etc/rc.d/rc2.d/
• Run level 3 – /etc/rc.d/rc3.d/
• Run level 4 – /etc/rc.d/rc4.d/
• Run level 5 – /etc/rc.d/rc5.d/
• Run level 6 – /etc/rc.d/rc6.d/

總結

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