Linux开机启动流程

开机过程指的是从打开计算机电源直到LINUX显示用户登录画面的全过程： 
      1）加载BIOS 
      2）读取MBR 
      3）Boot Loader 
      4）加载内核 
      5）用户层init依据inittab文件来设定运行等级 
      6）init进程执行rc.sysinit（设置PATH、网络配置等） 
      7）启动内核模块 
      8）执行不同运行级别的脚本程序 
      9）执行自定义开机启动程序/etc/rc.d/rc.local 
      10）执行/bin/login程序，进入登录状态 
      11）启动shell

启动第1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。在BIOS将系统的控制权交给硬盘第一个扇区之后，就开始由Linux来控制系统了。

启动第2步---读取MBR 
      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，可里面却存放了预启动信息、分区表信息。可分为两部分：第一部分为引导(PRE-BOOT)区，占了446个字节；第二部分为分区表(PARTITION PABLE)，共有66个字节，记录硬盘的分区信息。预引导区的作用之一是找到标记为活动(ACTIVE)的分区，并将活动分区的引导区读入内存。 
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3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。通常，Boot Loade是严重地依赖于硬件而实现的，不同体系结构的系统存在着不同的Boot Loader。

启动第4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”。系统将解压后的内核放置在内存之中，并调用start_kernel()函数来启动一系列的初始化函数并初始化各种设备，完成Linux核心环境的建立。至此，Linux内核已经建立起来了，基于Linux的程序应该可以正常运行了。 
start_kenrel()定义在init/main.c中，它就类似于一般可执行程序中的main()函数，系统在此之前所做的仅仅是一些能让内核程序最低限度执行的初始化操作，真正的内核初始化过程是从这里才开始。函数start_kerenl()将会调用一系列的初始化函数，用来完成内核本身的各方面设置，目的是最终建立起基本完整的Linux核心环境。 
在start_kenrel()的结尾，内核通过kenrel_thread()创建出第一个系统内核线程(即1号进程)，该线程执行的是内核中的init()函数，负责的是下一阶段的启动任务。最后调用cpues_idle()函数，进入了系统主循环体口，默认将一直执行default_idle()函数中的指令，即CPU的halt指令，直到就绪队列中存在其他进程需要被调度时才会转向执行其他函数。此时，系统中唯一存在就绪状态的进程就是由kerne_hread()创建的init进程(内核线程)，所以内核并不进入default_idle()函数，而是转向init()函数继续启动过程。

启动第5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

启动第6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。

启动第7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8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9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 the other init scripts. 
# You can put your own initialization stuff in here 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10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。

OK!经过一番长途跋涉后，系统终于可以安心的开启shell了。

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