在BIOS階段，計(jì)算機(jī)的行為基本上被寫(xiě)死了，可以做的事情并不多；一般就是通電、BIOS、主引導(dǎo)記錄、操作系統(tǒng)這四步。所以我們一般認(rèn)為加載內(nèi)核是linux啟動(dòng)流程的第一步。
第一步、加載內(nèi)核
操作系統(tǒng)接管硬件以后，首先讀入 /boot 目錄下的內(nèi)核文件。
我們查看一下，/boot 目錄下面大概是這樣一些文件：
$ ls /boot
config-3.2.0-3-amd64
config-3.2.0-4-amd64
grub
initrd.img-3.2.0-3-amd64
initrd.img-3.2.0-4-amd64
System.map-3.2.0-3-amd64
System.map-3.2.0-4-amd64
vmlinuz-3.2.0-3-amd64
vmlinuz-3.2.0-4-amd64
第二步、啟動(dòng)初始化進(jìn)程
內(nèi)核文件加載以后，就開(kāi)始運(yùn)行第一個(gè)程序 /sbin/init，它的作用是初始化系統(tǒng)環(huán)境。
由于init是第一個(gè)運(yùn)行的程序，它的進(jìn)程編號(hào)（pid）就是1。其他所有進(jìn)程都從它衍生，都是它的子進(jìn)程。
第三步、確定運(yùn)行級(jí)別
許多程序需要開(kāi)機(jī)啟動(dòng)。它們?cè)赪indows叫做"服務(wù)"（service），在Linux就叫做"守護(hù)進(jìn)程"（daemon）。
init進(jìn)程的一大任務(wù)，就是去運(yùn)行這些開(kāi)機(jī)啟動(dòng)的程序。但是，不同的場(chǎng)合需要啟動(dòng)不同的程序，比如用作服務(wù)器時(shí)，需要啟動(dòng)Apache，用作桌面就不需要。Linux允許為不同的場(chǎng)合，分配不同的開(kāi)機(jī)啟動(dòng)程序，這就叫做"運(yùn)行級(jí)別"（runlevel）。也就是說(shuō)，啟動(dòng)時(shí)根據(jù)"運(yùn)行級(jí)別"，確定要運(yùn)行哪些程序。
Linux預(yù)置七種運(yùn)行級(jí)別（0-6）。一般來(lái)說(shuō)，0是關(guān)機(jī)，1是單用戶(hù)模式（也就是維護(hù)模式），6是重啟。運(yùn)行級(jí)別2-5，各個(gè)發(fā)行版不太一樣，對(duì)于Debian來(lái)說(shuō)，都是同樣的多用戶(hù)模式（也就是正常模式）。
init進(jìn)程首先讀取文件 /etc/inittab，它是運(yùn)行級(jí)別的設(shè)置文件。如果你打開(kāi)它，可以看到第一行是這樣的：
initdefault的值是2，表明系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)的運(yùn)行級(jí)別為2。如果需要指定其他級(jí)別，可以手動(dòng)修改這個(gè)值。
那么，運(yùn)行級(jí)別2有些什么程序呢，系統(tǒng)怎么知道每個(gè)級(jí)別應(yīng)該加載哪些程序呢？回答是每個(gè)運(yùn)行級(jí)別在/etc目錄下面，都有一個(gè)對(duì)應(yīng)的子目錄，指定要加載的程序。
/etc/rc0.d
/etc/rc1.d
/etc/rc2.d
/etc/rc3.d
/etc/rc4.d
/etc/rc5.d
/etc/rc6.d
上面目錄名中的"rc"，表示run command（運(yùn)行程序），最后的d表示directory（目錄）。下面讓我們看看 /etc/rc2.d 目錄中到底指定了哪些程序。
$ ls /etc/rc2.d
README
S01motd
S13rpcbind
S14nfs-common
S16binfmt-support
S16rsyslog
S16sudo
S17apache2
S18acpid
...
可以看到，除了第一個(gè)文件README以外，其他文件名都是"字母S+兩位數(shù)字+程序名"的形式。字母S表示Start，也就是啟動(dòng)的意思（啟動(dòng)腳本的運(yùn)行參數(shù)為start），如果這個(gè)位置是字母K，就代表Kill（關(guān)閉），即如果從其他運(yùn)行級(jí)別切換過(guò)來(lái)，需要關(guān)閉的程序（啟動(dòng)腳本的運(yùn)行參數(shù)為stop）。后面的兩位數(shù)字表示處理順序，數(shù)字越小越早處理，所以第一個(gè)啟動(dòng)的程序是motd，然后是rpcbing、nfs......數(shù)字相同時(shí)，則按照程序名的字母順序啟動(dòng)，所以rsyslog會(huì)先于sudo啟動(dòng)。
這個(gè)目錄里的所有文件（除了README），就是啟動(dòng)時(shí)要加載的程序。如果想增加或刪除某些程序，不建議手動(dòng)修改 /etc/rcN.d 目錄，最好是用專(zhuān)門(mén)命令進(jìn)行管理。
第四步、加載開(kāi)機(jī)啟動(dòng)程序
前面提到，七種預(yù)設(shè)的"運(yùn)行級(jí)別"各自有一個(gè)目錄，存放需要開(kāi)機(jī)啟動(dòng)的程序。不難想到，如果多個(gè)"運(yùn)行級(jí)別"需要啟動(dòng)同一個(gè)程序，那么這個(gè)程序的啟動(dòng)腳本，就會(huì)在每一個(gè)目錄里都有一個(gè)拷貝。這樣會(huì)造成管理上的困擾：如果要修改啟動(dòng)腳本，豈不是每個(gè)目錄都要改一遍？
Linux的解決辦法，就是七個(gè) /etc/rcN.d 目錄里列出的程序，都設(shè)為鏈接文件，指向另外一個(gè)目錄 /etc/init.d ，真正的啟動(dòng)腳本都統(tǒng)一放在這個(gè)目錄中。init進(jìn)程逐一加載開(kāi)機(jī)啟動(dòng)程序，其實(shí)就是運(yùn)行這個(gè)目錄里的啟動(dòng)腳本。
下面就是鏈接文件真正的指向。
$ ls -l /etc/rc2.d
README
S01motd -> ../init.d/motd
S13rpcbind -> ../init.d/rpcbind
S14nfs-common -> ../init.d/nfs-common
S16binfmt-support -> ../init.d/binfmt-support
S16rsyslog -> ../init.d/rsyslog
S16sudo -> ../init.d/sudo
S17apache2 -> ../init.d/apache2
S18acpid -> ../init.d/acpid
...
這樣做的另一個(gè)好處，就是如果你要手動(dòng)關(guān)閉或重啟某個(gè)進(jìn)程，直接到目錄 /etc/init.d 中尋找啟動(dòng)腳本即可。比如，我要重啟Apache服務(wù)器，就運(yùn)行下面的命令：
$ sudo /etc/init.d/apache2 restart
/etc/init.d 這個(gè)目錄名最后一個(gè)字母d，是directory的意思，表示這是一個(gè)目錄，用來(lái)與程序 /etc/init 區(qū)分。
第五步、用戶(hù)登錄
開(kāi)機(jī)啟動(dòng)程序加載完畢以后，就要讓用戶(hù)登錄了。
一般來(lái)說(shuō)，用戶(hù)的登錄方式有三種：
（1）命令行登錄
（2）ssh登錄
（3）圖形界面登錄
這三種情況，都有自己的方式對(duì)用戶(hù)進(jìn)行認(rèn)證。
（1）命令行登錄：init進(jìn)程調(diào)用getty程序（意為get teletype），讓用戶(hù)輸入用戶(hù)名和密碼。輸入完成后，再調(diào)用login程序，核對(duì)密碼（linux還會(huì)再多運(yùn)行一個(gè)身份核對(duì)程序/etc/pam.d/login）。如果密碼正確，就從文件 /etc/passwd 讀取該用戶(hù)指定的shell，然后啟動(dòng)這個(gè)shell。
（2）ssh登錄：這時(shí)系統(tǒng)調(diào)用sshd程序（linux還會(huì)再運(yùn)行/etc/pam.d/ssh ），取代getty和login，然后啟動(dòng)shell。
（3）圖形界面登錄：init進(jìn)程調(diào)用顯示管理器，Gnome圖形界面對(duì)應(yīng)的顯示管理器為gdm（GNOME Display Manager），然后用戶(hù)輸入用戶(hù)名和密碼。如果密碼正確，就讀取/etc/gdm3/Xsession，啟動(dòng)用戶(hù)的會(huì)話(huà)。
第六步、進(jìn)入 login shell
所謂shell，簡(jiǎn)單說(shuō)就是命令行界面，讓用戶(hù)可以直接與操作系統(tǒng)對(duì)話(huà)。用戶(hù)登錄時(shí)打開(kāi)的shell，就叫做login shell。
linux默認(rèn)的shell是Bash，它會(huì)讀入一系列的配置文件。上一步的三種情況，在這一步的處理，也存在差異。
（1）命令行登錄：首先讀入 /etc/profile，這是對(duì)所有用戶(hù)都有效的配置；然后依次尋找下面三個(gè)文件，這是針對(duì)當(dāng)前用戶(hù)的配置。
~/.bash_profile
~/.bash_login
~/.profile
需要注意的是，這三個(gè)文件只要有一個(gè)存在，就不再讀入后面的文件了。比如，要是 ~/.bash_profile 存在，就不會(huì)再讀入后面兩個(gè)文件了。
（2）ssh登錄：與第一種情況完全相同。
（3）圖形界面登錄：只加載 /etc/profile 和 ~/.profile。也就是說(shuō)，~/.bash_profile 不管有沒(méi)有，都不會(huì)運(yùn)行。
第七步，打開(kāi) non-login shell
老實(shí)說(shuō)，上一步完成以后，Linux的啟動(dòng)過(guò)程就算結(jié)束了，用戶(hù)已經(jīng)可以看到命令行提示符或者圖形界面了。但是，為了內(nèi)容的完整，必須再介紹一下這一步。
用戶(hù)進(jìn)入操作系統(tǒng)以后，常常會(huì)再手動(dòng)開(kāi)啟一個(gè)shell。這個(gè)shell就叫做 non-login shell，意思是它不同于登錄時(shí)出現(xiàn)的那個(gè)shell，不讀取/etc/profile和.profile等配置文件。
non-login shell的重要性，不僅在于它是用戶(hù)最常接觸的那個(gè)shell，還在于它會(huì)讀入用戶(hù)自己的bash配置文件 ~/.bashrc。大多數(shù)時(shí)候，我們對(duì)于bash的定制，都是寫(xiě)在這個(gè)文件里面的。
你也許會(huì)問(wèn)，要是不進(jìn)入 non-login shell，豈不是.bashrc就不會(huì)運(yùn)行了，因此bash 也就不能完成定制了？事實(shí)上，Debian已經(jīng)考慮到這個(gè)問(wèn)題了，請(qǐng)打開(kāi)文件 ~/.profile，可以看到下面的代碼：
if [ -n "$BASH_VERSION" ]; then
if [ -f "$HOME/.bashrc" ]; then
. "$HOME/.bashrc"
fi
fi
上面代碼先判斷變量 $BASH_VERSION 是否有值，然后判斷主目錄下是否存在 .bashrc 文件，如果存在就運(yùn)行該文件。第三行開(kāi)頭的那個(gè)點(diǎn)，是source命令的簡(jiǎn)寫(xiě)形式，表示運(yùn)行某個(gè)文件，寫(xiě)成"source ~/.bashrc"也是可以的。
因此，只要運(yùn)行～/.profile文件，～/.bashrc文件就會(huì)連帶運(yùn)行。但是上一節(jié)的第一種情況提到過(guò)，如果存在～/.bash_profile文件，那么有可能不會(huì)運(yùn)行～/.profile文件。解決這個(gè)問(wèn)題很簡(jiǎn)單，把下面代碼寫(xiě)入.bash_profile就行了。
if [ -f ~/.profile ]; then
. ~/.profile
fi
這樣一來(lái)，不管是哪種情況，.bashrc都會(huì)執(zhí)行，用戶(hù)的設(shè)置可以放心地都寫(xiě)入這個(gè)文件了。
Bash的設(shè)置之所以如此繁瑣，是由于歷史原因造成的。早期的時(shí)候，計(jì)算機(jī)運(yùn)行速度很慢，載入配置文件需要很長(zhǎng)時(shí)間，Bash的作者只好把配置文件分成了幾個(gè)部分，階段性載入。系統(tǒng)的通用設(shè)置放在 /etc/profile，用戶(hù)個(gè)人的、需要被所有子進(jìn)程繼承的設(shè)置放在.profile，不需要被繼承的設(shè)置放在.bashrc。
順便提一下，除了Linux以外， Mac OS X 使用的shell也是Bash。但是，它只加載.bash_profile，然后在.bash_profile里面調(diào)用.bashrc，而且不管是ssh登錄還是在圖形界面里啟動(dòng)shell窗口都是如此。
