Linux启动一个进程的过程

Linux 中的每个进程都存在于“进程树”中。你可以通过运行 pstree 命令查看进程树。树的根是 init，进程号是 1。每个进程（init 除外）都有一个父进程，一个进程都可以有很多子进程。

所以，假设我要启动一个名为 ls 的进程来列出一个目录。我是不是只要发起一个进程 ls 就好了呢？不是的。

我要做的是，创建一个子进程，这个子进程是我（me）本身的一个克隆，然后这个子进程的“脑子”被吃掉了，变成 ls。

开始是这样的：

然后运行 fork()，生成一个子进程，是我（me）自己的一份克隆：

然后我让该子进程运行 exec("ls")，变成这样：

当 ls 命令结束后，我几乎又变回了我自己：

在这时 ls 其实是一个僵尸进程。这意味着它已经死了，但它还在等我，以防我需要检查它的返回值（使用 wait 系统调用）。一旦我获得了它的返回值，我将再次恢复独自一人的状态。

上文提到的“脑子被吃掉”是什么意思呢？

进程有很多属性：

当你运行 execve 并让另一个程序吃掉你的脑子的时候，实际上几乎所有东西都是相同的！ 你们有相同的环境变量、信号处理程序和打开的文件等等。

唯一改变的是，内存、寄存器以及正在运行的程序，这可是件大事。

为何 fork 并非那么耗费资源（写入时复制）

你可能会问：“如果我有一个使用了 2GB 内存的进程，这是否意味着每次我启动一个子进程，所有 2 GB 的内存都要被复制一次？这听起来要耗费很多资源！”

事实上，Linux 为 fork() 调用实现了写时复制copy on write，对于新进程的 2GB 内存来说，就像是“看看旧的进程就好了，是一样的！”。然后，当如果任一进程试图写入内存，此时系统才真正地复制一个内存的副本给该进程。如果两个进程的内存是相同的，就不需要复制了

当子进程终结时，它会通知父进程，并清空自己所占据的内存，并在内核里留下自己的退出信息(exit code，如果顺利运行，为0；如果有错误或异常状况，为>0的整数)。在这个信息里，会解释该进程为什么退出。父进程在得知子进程终结时，有责任对该子进程使用wait系统调用。这个wait函数能从内核中取出子进程的退出信息，并清空该信息在内核中所占据的空间。但是，如果父进程早于子进程终结，子进程就会成为一个孤儿(orphand)进程。孤儿进程会被过继给init进程，init进程也就成了该进程的父进程。init进程负责该子进程终结时调用wait函数。

当然，一个糟糕的程序也完全可能造成子进程的退出信息滞留在内核中的状况（父进程不对子进程调用wait函数），这样的情况下，子进程成为僵尸（zombie）进程。当大量僵尸进程积累时，内存空间会被挤占。

man ls

man pages手册页

显示说明

数字说明

Ctrl+Alt+F1/F2F6

Ctrl+Alt+F7,回到图形化界面

who，看看那几个tty连接着

Linux系统有7个运行级别(runlevel)：常用的是3和5

运行级别0：系统停机状态，系统默认运行级别不能设为0，否则不能正常启动

运行级别1：单用户工作状态，root权限，用于系统维护，禁止远程登陆

运行级别2：多用户状态(没有NFS)，没有网络服务

运行级别3：完全的多用户状态(有NFS)，登陆后进入控制台命令行模式

运行级别4：系统未使用，保留

运行级别5：X11表示控制台，进入图形界面

运行级别6：系统正常关闭并重启，默认运行级别不能设为6，否则不能正常启动

运行级别

接通电源BIOS自检，按照BIOS中设置的启动设备（通常是硬盘）来启动， *** 作系统接管硬件以后，

首先读入 /boot 目录下的内核文件。

init 进程是系统所有进程的起点，你可以把它比拟成系统所有进程的老祖宗，没有这个进程，系统中任何进程都不会启动。

init 程序首先是需要读取配置文件 /etc/inittab

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。

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Linux系统有7个运行级别(runlevel)：

运行级别0：系统停机状态，系统默认运行级别不能设为0，否则不能正常启动

运行级别1：单用户工作状态，root权限，用于系统维护，禁止远程登陆

运行级别2：多用户状态(没有NFS)

运行级别3：完全的多用户状态(有NFS)，登陆后进入控制台命令行模式

运行级别4：系统未使用，保留

运行级别5：X11控制台，登陆后进入图形GUI模式

运行级别6：系统正常关闭并重启，默认运行级别不能设为6，否则不能正常启动

在init的配置文件中有这么一行： si::sysinit:/etc/rcd/rcsysinit　它调用执行了/etc/rcd/rcsysinit，

而rcsysinit是一个bash shell的脚本，它主要是完成一些系统初始化的工作，rcsysinit是每一个运行级别都要首先运行的重要脚本

它主要完成的工作有：激活交换分区，检查磁盘，加载硬件模块以及其它一些需要优先执行任务

rc执行完毕后，返回init。这时基本系统环境已经设置好了，各种守护进程也已经启动了。

init接下来会打开6个终端，以便用户登录系统。在inittab中的以下6行就是定义了6个终端：

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

在linux领域内大多用在服务器上，很少遇到关机的 *** 作。毕竟服务器上跑一个服务是永无止境的，除非特殊情况下，不得已才会关机 。

正确的关机流程为：sync > shutdown > reboot > halt

sync 将数据由内存同步到硬盘中

shutdown –h 10 ‘This server will shutdown after 10 mins’ 这个命令告诉大家，计算机将在10分钟后关机，并且会显示在登陆用户的当前屏幕中

Shutdown –h now 立马关机

Shutdown –r now 系统立马重启

reboot 就是重启，等同于 shutdown –r now

halt 关闭系统，等同于shutdown –h now 和 poweroff

最后总结一下，不管是重启系统还是关闭系统，首先要运行sync命令，把内存中的数据写到磁盘中。

重新安装系统吗？当然不用！进入单用户模式更改一下root密码即可。

1 重启Linux，见到下图，在3秒钟之内按下回车

2 三秒之内要按一下回车，出现如下界面

3 按下e键就可以进入下图

4 移动到下一行，再次按e键

5 移动到下一行，进行修改

修改完成后回车键，然后按b键进行重新启动进入系统

6 移动到下一行，进行修改

最终修改完密码，reboot一下即可。

运行（）中间是你的命令

调用格式： 〈逻辑型〉 运行 （文本型 欲运行的命令行，逻辑型 是否等待程序运行完毕，［整数型 被运行程序窗口显示方式］） - 系统核心支持库->系统处理

英文名称：run

本命令运行指定的可执行文件或者外部命令。如果成功，返回真，否则返回假。本命令为初级命令。

参数<1>的名称为“欲运行的命令行”，类型为“文本型（text）”。

参数<2>的名称为“是否等待程序运行完毕”，类型为“逻辑型（bool）”，初始值为“假”。

参数<3>的名称为“被运行程序窗口显示方式”，类型为“整数型（int）”，可以被省略。参数值可以为以下常量之一：1、#隐藏窗口； 2、#普通激活； 3、#最小化激活； 4、#最大化激活； 5、#普通不激活； 6、#最小化不激活。如果省略本参数，默认为“普通激活”方式。

*** 作系统需求： Windows、Linux

linux启动的第一个进程init启动的第一个脚本程序是sysinit。根据查询相关公开信息显示虚拟机系统Linux在进行启动时启动的第一个脚本的程序名称是sysinit。Linux，全称GNULinux，是一种免费使用和自由传播的类UNIX *** 作系统，其内核由林纳斯·本纳第克特·托瓦兹于1991年10月5日首次发布，它主要受到Minix和Unix思想的启发，是一个基于POSIX的多用户、多任务、支持多线程和多CPU的 *** 作系统。

用户想要在linux开机的时候自启动相关的程序。那我们要怎么设置呢下面由我为大家整理了linux下开机自启动命令的相关知识，希望对大家有所帮助!

linux下开机自启动命令

1开机启动时自动运行程序

Linux加载后, 它将初始化硬件和设备驱动, 然后运行第一个进程init。init根据配置文件继续引导过程，启动其它进程。通常情况下，修改放置在 /etc/rc或 /etc/rcd 或 /etc/rcd 目录下的脚本文件，可以使init自动启动其它程序。

例如：编辑 /etc/rcd/rclocal 文件，在文件最末加上一行"xinit"或"startx"，可以在开机启动后直接进入X-Window。

扩展：其他情况下linux自启动程序命令

2登录时自动运行程序

用户登录时，bash首先自动执行系统管理员建立的全局登录script ：/etc/profile。然后bash在用户起始目录下按顺序查找三个特殊文件中的一个：/bash_profile、/bash_login、 /profile，但只执行最先找到的一个。

因此，只需根据实际需要在上述文件中加入命令就可以实现用户登录时自动运行某些程序(类似于DOS下的Autoexecbat)。

3退出登录时自动运行程序

退出登录时，bash自动执行个人的退出登录脚本/bash_logout。例如，在/bash_logout中加入命令"tar -cvzf csourcetgz c"，则在每次退出登录时自动执行 "tar" 命令备份 c 文件。

4定期自动运行程序

linux有一个称为crond的守护程序，主要功能是周期性地检查 /var/spool/cron目录下的一组命令文件的内容，并在设定的时间执行这些文件中的命令。用户可以通过crontab 命令来建立、修改、删除这些命令文件。

例如，建立文件crondFile，内容为"00 9 23 Jan HappyBirthday"，运行"crontab cronFile"命令后，每当元月23日上午9:00系统自动执行"HappyBirthday"的程序(""表示不管当天是星期几)。 (/etc/crontab中配置命令即可)也可以

5定时自动运行程序一次

定时执行命令at 与crond 类似(但它只执行一次)：命令在给定的时间执行，但不自动重复。at命令的一般格式为：at [ -f file ] time ，在指定的时间执行file文件中所给出的所有命令。也可直接从键盘输入命令：

6创建开机自启动脚本

1) 将你的启动脚本复制到 /etc/initd目录下

以下假设你的脚本文件名为 test。

2) 设置脚本文件的权限

$ sudo chmod 755 /etc/initd/test

3) 执行如下命令将脚本放到启动脚本中去：

$ cd /etc/initd

$ sudo update-rcd test defaults 95

注：其中数字95是脚本启动的顺序号，按照自己的需要相应修改即可。在你有多个启动脚本，而它们之间又有先后启动的依赖关系时你就知道这个数字的具体作用了。该命令的输出信息参考如下：

update-rcd: warning: /etc/initd/test missing LSB informationupdate-rcd: see

卸载启动脚本的方法：

$ cd /etc/initd

$ sudo update-rcd -f test remove

命令输出的信息参考如下：

Removing any system startup links for /etc/initd/test … /etc/rc0d/K95test /etc/rc1d/K95test /etc/rc2d/S95test /etc/rc3d/S95test /etc/rc4d/S95test /etc/rc5d/S95test /etc/rc6d/K95test

    昨天在写关于linux设置脚本开机启动的文章时，有个疑问就是开机时怎么确认运行级别，然后遍历执行/etc/rcNd/目录下的所有服务程序。带着疑问， 在前人的基础上 学习总结一下linux系统初始化的工作的内容，现在树莓派4B上展示出来。

1、加载内核

    当计算机打开电源后，首先是BIOS开机自检，按照BIOS中设置的启动设备（通常是硬盘）来启动。 *** 作系统接管硬件以后，首先读入 /boot 目录下的内核文件。树莓派4B的内核是Raspbian GNU/Linux 10 (buster)，基于Debian。

2、初始化进程init

    内核文件加载以后，运行第一个程序init，它的作用是初始化系统环境。init位于目录/sbin，进程号PID为1，即1号进程，其他所有进程都由init衍生，是init的子进程。

    同时还有个0号进程，idle进程，在系统初始化时由内核kernel自身从无到有创建，通过调用kernel_thread创建一个内核线程去执行init函数，0号进程创建1号进程。

3、运行级别

    具体介绍请参考笔者的文章-Linux运行级别简介  ，但是开机时是怎么确定运行级别的呢？

    init进程首先读取文件 /etc/inittab，它是运行级别的设置文件。但是各个发行版不太一样，init的配置文件也不一样，有可能使用/etc/eventd里面的配置文件，最新版的改用为/etc/init目录。

4、开机启动程序

    具体详情请参考文章-linux中/etc/initd设置开机启动 ，确定运行级别后，执行rcNd目录下的文件，这些链接文件是连接到initd目录下的程序。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。

    比如运行级别为5（图形化多用户）时启动的程序：

5、用户登录

    开机启动程序加载完毕以后用户登录。用户的登录方式有三种：

    命令行登录：init进程调用getty程序。

    ssh登录：init进程调用sshd程序。

    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。

6 、login shell

    默认shell时bash，命令行界面，让用户可以直接与 *** 作系统对话。读取环境变量，具体请参考笔者文章-Linux环境变量的设置。

当用户打开电源后，BIOS开机自检，确定启动设备，安装启动设备，启动设备上面安装的GRUB开始引导Linux，Linux首先先进行内核引导，通过跟切换，执行init程序，init程序确定启动级别，根据启动级别进行系统初始化和运行的服务，然后返回init启动终端，用户通过验证成功登陆Shell，这就是一个从开机到登陆的启动过程。

一、硬件引导启动

当用户打开电源后POST开始自检，检测硬件设备是否确实或者存在故障（是否影响正常开机），如果不影响正常开机，就把任务交给BIOS。BIOS通过搜索，安装启动确定启动设备，启动项为硬盘，BIOS去读取硬盘的前512字节到内存，找到BootLoader,确定GRUB

二、GRUB引导启动内核

这一部分概况起来就是：GRUB程序加载执行并开始引导kernel程序

Boot Loader就是在 *** 作系统内核运行之前运行的一小段程序。通过GRUB引导可以确定内核程序，因为引导扇区只有446字节，GRUB只是一个小的程序安装在里面，真正使用的在MBR后面的扇区存放，我们想使用Bootloader GRUB功能必须读取后面的文件，Bootloader GRUB功能程序的运行和加载配置选项分为三个阶段

Stage1阶段：

Stage1阶段其实就是执行系统安装时预先写入到MBR的Bootloader中的程序。

Stage1阶段的任务仅是将硬盘0柱面0磁道2扇区的内容读入内存并执行，它是Stage15阶段或Stage2阶段的入口，引导进入Stage15阶段或Stage2阶段。 在此Stage1阶段，还没有识别文件系统的能力。

Stage15阶段：

stage15阶段是stage1阶段和stage2阶段的中间桥梁。stage15阶段具有识别启动分区文件系统的能力，此后GRUB程序便有能力去访问/boot分区下/grub目录下的 stage2文件，并将stage2载入内存执行。

Stage2阶段

Stage2阶段执行时，首先会解析GRUB程序的配置文件grubconf，并依配置文件决定是否显示系统启动菜单。然后加载内核镜像到内存中，通过initrd程序建立RAMDisk内存虚拟根文件系统。此时控制权将转交给内核程序。

三、内核引导启动

这一部分主要是通过在内存中建立虚拟根文件系统实现相关设备的驱动并建立和切换到真正的根文件系统。

解压内核镜像加载到内存，以及initrd程序建立RAMDisk内存虚拟根文件系统后，内核开始驱动基本硬件，并调用虚拟根文件系统中的init程序加载驱动模块初始化系统中各种设备的相关配置工作，其中包括CPU、I/O、存储设备等。当所需的驱动程序加载完后，会根据grubconf配置文件中“root=XXX”部分所指定的内容创建一个根设备，然后将根文件系统以只读的方式挂载，并切换到真正的根文件系统上，同时调用系统进程的/sbin/init程序，进入系统初始化阶段。

四、系统初始化

这一步是通过/sbin/init,init程序准备软件运行坏境，启动系统服务

通过/etc/inittab文件确定运行级别，然后去执行系统初始化脚本/etc/rcsysinit,为用户初始化用户空间环境，在完成初始化后，根据运行级别，系统开始对应级别的目录启动服务，关闭那些不要的服务（里面S99local -> /rclocal）用户自动服务启动脚本

运行级别：为系统运行或维护等目的而设定；0-6：7个级别

0：关机

1：单用户模式(root自动登录), single, 维护模式

2: 多用户模式，启动网络功能，但不会启动NFS；维护模式

3：多用户模式，正常模式；文本界面

4：预留级别；可同3级别

5：多用户模式，正常模式；图形界面

6：重启

默认级别：3, 5

切换级别：init #

查看级别：runlevel ; who -r

五、启动终端，用户登录

这一步是用户登录shell过程

如果没有改变级别，默认情况执行/sbin/mingetty打开6个纯文本终端，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。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。更多Linux介绍请查看《Linux就该这么学》。

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