Linux如何启动流程?Linux启动流程详解

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Stage1.5阶段或Stage2阶段的入口，引导进入Stage1.5阶段或Stage2阶段。 在此Stage1阶段，还没有识别文件系统的能力。

Stage1.5阶段：

stage1.5阶段是stage1阶段和stage2阶段的中间桥梁。stage1.5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grub.conf，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grub.conf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/rc.sysinit,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 ->../rc.local）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》。

1、首先我们登录进Linux系统中

2、接下来鼠标单击右键，在d出的菜单中选择打开终端选项

3、然后我们进入命令行以后，输入gedit命令

4、最后我们就看到编辑器被打开了，linux就可以在开机后默认用root登录了。

    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/rcN.d/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/event.d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/init.d设置开机启动 ，确定运行级别后，执行rcN.d目录下的文件，这些链接文件是连接到init.d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。

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