Linux 启动流程

以CentOS6.9为例，系统启动流程如下

POST --> Boot Sequence(BIOS)-->BootLoader --> grub --> Kernel(ramdisk) --> rootfs --> switchroot --> /sbin/init -->(/etc/inittab, /etc/init/*.conf) --> 设定默认运行级别 --> 系统初始化脚本rc.sysinit --> 关闭或启动对应级别的服务 --> 启动终端

1.加电自检POST(Power On Self Test)

主机加电开机后，首先进行硬件自检。主机通电后，主板会自动读取ROM中的程序，并从CMOS中加载BIOS信息，负责完成对CPU、主板、内存、硬盘子系统、显示子系统、串并行接口、键盘、CD-ROM光驱等硬件情况的检测。如遇到硬件故障的话将按两种情况进行处理：对于严重故障(致命性故障)则直接停机，此时由于各种初始化操作未完成，不能给出任何提示或信号；对于非严重故障，则会给出相应的提示或声音报警信号，等待用户处理。如果没有遇到故障，则加电自检通过，将后续工作交接给BIOS处理。

       

2.启动顺序Boot Sequence

POST完成后，系统控制权转交到BIOS，BIOS通过预设的参数识别基础硬件设备，启动硬件初始化；同时按照系统启动顺序依次查找各引导设备，第一个有引导程序的设备即为本次启动用到设备(一般为本地硬盘)。BIOS完成相关工作后，将后续工作交接给MBR中的Bootloader处理。

       

3.启动加载BootLoader

硬盘上第0头0道第1扇区被称为MBR(Master Boot Record)，即主引导记录。虽然MBR仅有512个字节，但却存放了前446个字节的启动加载器(Bootloader，其中装有GRUB)、中间64个字节的磁盘分区表(Disk Partition Table)以及最后2个字节的结束标识(Magic Number)。启动设备读取MBR中前个446字节的Bootloader寻找GRUB，接着读取MBR后的扇区来识别磁盘分区表DPT以及内核Kernel所在的区域，最后启动GRUB。        

4.引导加载器GRUB(GRand Uniform Bootloader)

第1阶段(stage 1)

读取磁盘设备上第0头0道第1扇区的MBR；用来加载第2阶段, 只存放了Bootloader的部分代码

第1.5阶段(stage 1.5)

读取MBR之后的扇区，让第1阶段中的Bootloader能够识别到第2阶段所在分区上的文件系统

第2阶段(stage 2)

找到grub的配置文件(/boot/grub/grub.conf <-- /etc/grub.conf或/boot/grub2/grub.cfg)，并根据其中的预设内容给用户提供一个可选择的菜单，用于选择想要启动的系统或内核版本。同时stage2即/boot/目录下还提供了Linux系统内核文件(vmlinuz文件)和虚拟文件系统文件(initramfs)等其它核心文件。

最后，GRUB把用户选定的启动系统或内核装载到内存中的特定空间中解压、展开，并把系统控制权移交给内核Kernel。

5.加载Kernel

自身初始化        

探测可识别到的所有硬件设备；

加载硬件驱动程序(有可能会借助于ramdisk加载驱动)；

以只读方式挂载根文件系统rootfs；

切换至根文件系统switchroot；

运行用户空间的第一个应用程序：/sbin/init

至此，内核初始化完成，后续任务交给用户空间程序，只在模式切换或系统发生中断时，内核才会参与。

6.初始化init

/sbin/init最主要的功能就是准备系统运行环境，包括系统的主机名称、网络配置、语系处理、文件系统格式及其他服务的启动等

init程序的类型：

CentOS 5：SysV init

配置文件：/etc/inittab

CentOS 6：Upstart init

配置文件：/etc/inittab, /etc/init/*.conf

CentOS 7：Systemd systemd

配置文件：/usr/lib/systemd/system, /etc/systemd/system

7.配置文件/etc/inittab，设置默认运行级别

运行级别：为了系统的运行或维护等应用目的而设定；

0-6：7个级别

0：关机

1：单用户模式(root, 无须登录), single, 维护模式；

2: 多用户模式，会启动网络功能，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

8.配置文件/etc/rc.d/rc.sysinit，运行系统初始化脚本，完成系统初始化

(1) 设置主机名；    

(2) 设置欢迎信息；    

(3) 激活udev和selinux;     

(4) 挂载/etc/fstab文件中定义的文件系统；    

(5) 检测根文件系统，并以读写方式重新挂载根文件系统；    

(6) 设置系统时钟；    

(7) 激活swap设备；    

(8) 根据/etc/sysctl.conf文件设置内核参数；    

(9) 激活lvm及software raid设备；    

(10) 加载额外设备的驱动程序；    

(11) 清理操作；

    

9.对应脚本程序，关闭需要关闭的服务，启动需要启动服务 

根据运行级别的不同，系统会运行/etc/rc.d/rc0.d到/etc/rc.d/rc6.d中的响应的脚本程序，来完成相应服务的关闭和启动，并执行用户自定义开机启动程序脚本/etc/rc.d/rc.local。

10.配置文件/sbin/mingetty，设置启动终端

mingetty会调用/etc/login程序，登入成功后，整个系统启动流程完成。