linux 启动流程

BIOS——》调用 Bootloader（grub）

——》 加载 kernel

——》 加载 vmlinuz（真正的内核）

——》 加载 initrd（启动时必要的驱动，磁盘文件系统等驱动）

——》启动 init 进程

——》启动 /sbin/init 进程

——》启动 /etc/rc.sysinit

——》调用/etc/modprobe.conf（加载其他与启动无关的驱动，如网卡，声卡，USB等）

——》启动 service

——》启动 login

——》启动 bash

——》/etc/profile   ,  ~/.bash_profile

1、按下电源键，BIOS开始硬件自检。如有错误，则发出滴滴声

2、自检完毕，按照检查顺序查找可以启动的设备（光盘，ＵＳＢ，硬盘），BIOS判断设备可启动的标准是设备的第一个扇区的最后2个字节是否是55AA

3、BIOS调用指定的启动设备中的grub引导程序（grub详解见下）

3.1、BIOS调用设备第一个扇区的前446个字节（第一个扇区的内容与stage1文件一致）

3.2、调用e2fs_stage1_5 加载文件系统

3.3、调用stage2（BootLoader中的446字节的可执行程序主要用来引导stage2，因为自身能力有限）

3.4、stage2根据grub.conf开始引导内核

4、内核引导之后开始启动init进程

5、init调用脚本/etc/inittab 初始化其他服务

6、init 调用login程序

7、login成功之后启动一个shell

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grub详解：

grub是一种引导程序，集成在内核中，目录位置为 /boot/grub/。功能相同的还有 lilo等。但现在大部分设备主要用grub做为引导程序。这些启动程序统称为Bootloader

/boot/grub/目录下有一些比较重要的文件：

stage1 ：这个文件只有512字节，其实他就是 MBR（详解见下）的一个镜像。系统安装时就是把这个文件写到MBR中。如果MBR损坏了，用这个文件中的内容直接写入MBR即可（这也是BIOS第三步真正调用的东西，可删除，因为已经被写到MBR了）

e2fs_stage1_5 ：引导内核前需要加载的文件系统（不一定以e2fs开头，也可能是fat，ffs等）

stage2：真正引导内核引导程序，stage1只是为了引导stage2

grub.conf：为stage2指定内核位置等参数

grub.conf 部分内容如下

root (hd0,0)  指定kernel所在的硬盘和分区，这里是第一个硬盘的第一个分区

        kernel /vmlinuz-2.6.32-220.el6.x86_64  指定kernel文件 ro 只读模式 root=/dev/mapper/vg_joy-lv_root 传给kernel的参数，如根分区位置，如果传递了内核不识别的参数，则该参数会传递给 init 进程。利用这个特性我们可以在这里加上一个 1 ，就相当于执行了init 1.

        initrd /initramfs-2.6.32-220.el6.x86_64.img 指定某些独立于内核的硬件驱动

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MBR详解：

硬盘以扇区为单位，每个扇区512个字节，硬盘的0柱面、0磁头、1扇区称为主引导扇区（也叫主引导记录MBR）

1、前446个字节用于存放关键的引导程序

2、之后的64个字节是分区表

3、最后2个字节是分区有效标识（当最后2个字节的值为55AA时，此设备是可启动设备）

计算机启动流程

 

启动第一步－－加载BIOS
当你打开计算机电源，计算机会首先加载BIOS信息，BIOS信息是如此的重要，以至于计算机必须在最开始就找到它。这是因为BIOS中包含了CPU的相关信息、设备启动顺序信息、硬盘信息、内存信息、时钟信息、PnP特性等等。在此之后，计算机心里就有谱了，知道应该去读取哪个硬件设备了。

启动第二步－－读取MBR
众所周知，硬盘上第0磁道第一个扇区被称为MBR，也就是Master Boot Record，即主引导记录，它的大小是512字节，别看地方不大，可里面却存放了预启动信息、分区表信息。
系统找到BIOS所指定的硬盘的MBR后，就会将其复制到0×7c00地址所在的物理内存中。其实被复制到物理内存的内容就是Boot Loader，而具体到你的电脑，那就是lilo或者grub了。

启动第三步－－Boot Loader
Boot Loader 就是在操作系统内核运行之前运行的一段小程序。通过这段小程序，我们可以初始化硬件设备、建立内存空间的映射图，从而将系统的软硬件环境带到一个合适的状态，以便为最终调用操作系统内核做好一切准备。
Boot Loader有若干种，其中Grub、Lilo和spfdisk是常见的Loader。
我们以Grub为例来讲解吧，毕竟用lilo和spfdisk的人并不多。
系统读取内存中的grub配置信息（一般为menu.lst或grub.lst），并依照此配置信息来启动不同的操作系统。

启动第四步－－加载内核
根据grub设定的内核映像所在路径，系统读取内存映像，并进行解压缩操作。此时，屏幕一般会输出“Uncompressing Linux”的提示。当解压缩内核完成后，屏幕输出“OK, booting the kernel”。

系统内核vmlinuz是可引导的、压缩的内核。“vm”代表 “VirtualMemory” （问题：vmlinuxz跟虚拟内存有什么关系呢？答：因为最开始应该是把整个文件复到内存中，所以这个文件的内容是内存块的一个镜像，才称之为虚拟内存。）。 vmlinuz被加载到内存（问题：grub是如何获得内存驱动的？答：内存不需要驱动。）后开始提供底层支持，在内核的支持下各种模块，服务等被加载运行。这样当然是大家最容易接受的方式，曾经的linux就是这样的运行的。假设你的硬盘是scsi 接口而你的内核又不支持这种接口时，你的内核就没有办法访问硬盘，当然也没法加载硬盘上的文件系统，怎么办？把内核加入scsi驱动源码然后重新编译出一个新的内核文件替换原来vmlinuz？

需要改变标准内核默认提供支持的例子还有很多，如果每次都需要编译内核就太麻烦了。所以后来的linux就提供了一个灵活的方法来解决这些问题---initrd.img。initrd.img文件就是个ram disk的映像文件。ramdisk是用一部分内存模拟成磁盘（问题：为什么要将一部分内存模拟成磁盘，直接在内存中操作不可以吗？答：应该是便于直接调用对硬盘的接口去操作内存。），让操作系统访问。ram disk是标准内核文件认识的设备(/dev/ram0)文件系统也是标准内核认识的文件系统。内核加载这个ram disk作为根文件系统并开始执行其中的"某个文件"（2.6内核是 init文件）来加载各种模块，服务等。经过一些配置和运行后，就可以去物理磁盘加载真正的root分区了，然后又是一些配置等，最后启动成功。也就是你只需要定制适合自己的 initrd.img 文件就可以了。这要比重编内核简单多了，省时省事低风险。

 

启动第五步－－用户层init依据inittab文件来设定运行等级
内核被加载后，第一个运行的程序便是/sbin/init，该文件会读取/etc/inittab文件，并依据此文件来进行初始化工作。
其实/etc/inittab文件最主要的作用就是设定Linux的运行等级，其设定形式是“：id:5:initdefault:”，这就表明Linux需要运行在等级5上。Linux的运行等级设定如下：
0：关机
1：单用户模式
2：无网络支持的多用户模式
3：有网络支持的多用户模式
4：保留，未使用
5：有网络支持有X-Window支持的多用户模式
6：重新引导系统，即重启
关于/etc/inittab文件的学问，其实还有很多

启动第六步－－init进程执行rc.sysinit
在设定了运行等级后，Linux系统执行的第一个用户层文件就是/etc/rc.d/rc.sysinit脚本程序，它做的工作非常多，包括设定PATH、设定网络配置（/etc/sysconfig/network）、启动swap分区、设定/proc等等。如果你有兴趣，可以到/etc/rc.d中查看一下rc.sysinit文件，里面的脚本够你看几天的

启动第七步－－启动内核模块
具体是依据/etc/modules.conf文件或/etc/modules.d目录下的文件来装载内核模块。

启动第八步－－执行不同运行级别的脚本程序
根据运行级别的不同，系统会运行rc0.d到rc6.d中的相应的脚本程序，来完成相应的初始化工作和启动相应的服务。

启动第九步－－执行/etc/rc.d/rc.local
你如果打开了此文件，里面有一句话，读过之后，你就会对此命令的作用一目了然：
# This script will be executed *after* all theother init scripts.
# You can put your own initialization stuff inhere if you don’t
# want to do the full Sys V style init stuff.
rc.local就是在一切初始化工作后，Linux留给用户进行个性化的地方。你可以把你想设置和启动的东西放到这里。

启动第十步－－执行/bin/login程序，进入登录状态
此时，系统已经进入到了等待用户输入username和password的时候了，你已经可以用自己的帐号登入系统了。:)
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漫长的启动过程结束了，一切都清静了…
其实在这背后，还有着更加复杂的底层函数调用，等待着你去研究…本文就算抛砖引玉了:)
本文参考了如下文章，精炼荟萃而成：
http://bbs.chinaunix.net/thread-835918-1-1.html
http://hi.baidu.com/fembed/blog/item/b9f0881f51145866f624e4be.html
http://baike.baidu.com/view/9485.htm