描述linux開機到登陸界面的啟動過程詳解

1、簡要描述linux系統(tǒng)從開機到登陸界面的啟動過程（面試用）簡述：1.開機BIOS自檢2.MBR引導(dǎo)3.grub引導(dǎo)菜單4.加載內(nèi)核kernel5.啟動init進程6.讀取inittab文件，執(zhí)行rc.sysinit,rc等腳本7.啟動mingetty，進入系統(tǒng)登陸界面來個簡圖：超詳細(xì)描述linux系統(tǒng)從開機到登陸界面的啟動過程對于linux系統(tǒng)的初學(xué)者來說，理解并掌握linux系統(tǒng)啟動流程能夠使你夠深入的理解linux系統(tǒng)，還可以通過系統(tǒng)的啟動過程來分析問題解決問題。Linux系統(tǒng)的啟動流程 關(guān)于linux系統(tǒng)的啟動流程可以分為以下步驟：POST（加電自檢）>加載BIOS（Basic I

2、nput/Outpu System)>確定啟動設(shè)備（Boot sequence)、加載Boot Loader>加載內(nèi)核（kernel）初始化initrd>運行/sbin/init初始化系統(tǒng)>打印用戶登錄提示符下面讓我們逐步剖析說明系統(tǒng)啟動過程： 1、POST開機自檢 linux開機加電后，系統(tǒng)開始開機自檢，該過程主要對計算機各種硬件設(shè)備進行檢測，如CPU、內(nèi)存、主板、硬盤、CMOS芯片等，如果出現(xiàn)致命故障則停機，并且由于初始化過程還沒完成，所以不會出現(xiàn)任何提示信號；如果出現(xiàn)一般故障則會發(fā)出聲音等提示信號，等待故障清除；若未出現(xiàn)故障，加電自檢完成。 2、開機自檢完成，查找

3、可啟動設(shè)備，加載主引導(dǎo)目錄（MBR) 開機自檢完成后，CPU首先讀取位于CMOS中的BIOS程序，按照BIOS中設(shè)定的啟動次序（Boot Sequence)逐一查找可啟動設(shè)備,找到可啟動的設(shè)備后，去該設(shè)備的第一個扇區(qū) 中讀取MBR，那么MBR是什么哪？它又有什么作用哪？ MBR存在于可啟動磁盤的0磁道0扇區(qū)，占用512字節(jié)，它主要用來告訴計算機從選定的可啟動設(shè)備的哪個分區(qū)來加載引導(dǎo)加載程序（Boot loader),MBR中存在如下內(nèi)容： （1） Boot Loader 占用446字節(jié)，存儲有操作系統(tǒng)（OS）相關(guān)信息，如操作系統(tǒng)名稱，操作系統(tǒng)內(nèi)核位置等，它的主要功能是加載內(nèi)核到內(nèi)存中運行。 （

4、2） Partition Table 分區(qū)表，占用64字節(jié)，每個主分區(qū)占用16字節(jié)（這就是為啥一塊硬盤只能有4個主分區(qū)啦_） （3）分區(qū)表有效性標(biāo)記占用2字節(jié) CPU將MBR讀取至內(nèi)存，運行GRUB(Boot Loader常用的有GRUB和LILO兩種，現(xiàn)在常用的是GRUB），GRUB會把內(nèi)核加載到內(nèi)存去執(zhí)行。由上圖可以看出，內(nèi)核文件存在于/boot目錄下，但是在GRUB加載內(nèi)核時，連/還沒有被加載，它是怎么在磁盤上找到內(nèi)核的哪？我們來查看一下GRUB的配置文件可以找到答案。在/boot/grub/grub.conf中可以看到 root (hd0,0)這一行實際上是指定了/目錄的所在的位置，但

5、這個根并不是真正的根，而是/所在的位置,可以理解成/boot是處在（hd0,0)/boot，而這里的（hd0,0)指的是第一個磁盤的第一個分區(qū)，GRUB不是通過文件系統(tǒng)來訪問內(nèi)核的，以因為此時內(nèi)核還沒有啟動，不存在文件系統(tǒng)，而是直接訪問 第一個磁盤的第一個分區(qū)（通過MBR中的分區(qū)表來識別分區(qū)），而識別MBR中的分區(qū)的文件系統(tǒng)，則是由GRUB通過加載自身攜帶的系統(tǒng)文件來實現(xiàn)的，這些文件在/boot/grub目錄中大家可以看到，紅色標(biāo)出的地方就是GRUB可以識別的文件系統(tǒng)的類型了。事實上，總結(jié)一下，grub啟動過程可以分為兩個步驟：第1階段 BIOS加載MBR中的GRUB(GRUB第一階段的文件）

6、，而GRUB只有446字節(jié)，無法實現(xiàn)太多功能，所以利用該階段的文件去加載1.5階段的文件（/boot/grub/下的文件）第1.5階段 用來加載識別文件系統(tǒng)的文件，識別完系統(tǒng)后才可以找到/boot目錄。第2階段 尋找內(nèi)核并加載到內(nèi)存中。下圖是GRUB啟動過程中所用的的文件3、加載內(nèi)核，初始化initrd GRUB把內(nèi)核加載到內(nèi)存后展開并運行，此時GRUB的任務(wù)已經(jīng)完成，接下來內(nèi)核將會接管并完成 探測硬件>加載驅(qū)動>掛載根文件系統(tǒng)>切換至根文件系統(tǒng)（rootfs）>運行/sbin/init完成系統(tǒng)初始化。但是，問題來了，要訪問根文件系統(tǒng)必須要加載根文件系統(tǒng)所在的設(shè)備，而這

7、時根文件系統(tǒng)又沒有掛載，要掛載根文件系統(tǒng)有需要根文件系統(tǒng)的驅(qū)動程序，這是一個典型的先有雞先有蛋的問題啊！為解決這個問題，GRUB在加載內(nèi)核同時，也把initrd加載到內(nèi)存中并運行，那么initr又起到了什么作用哪？ initrd展開后的文件linux中/下的文件 我們可以看到，其實initrd文件其實是一個虛擬的根文件系統(tǒng)，里面有bin、lib、lib64、sys、var、etc、sysroot、dev、proc、tmp等根目錄，它的功能就是講內(nèi)核與真正的根建立聯(lián)系，內(nèi)核通過它加載根文件系統(tǒng)的驅(qū)動程序，然后以讀寫方式掛載根文件系統(tǒng)，至此，內(nèi)核加載完成。4、運行/sbin/init，進行系統(tǒng)初始

8、化內(nèi)核并加載進內(nèi)存運行并以讀寫方式掛載完根文件系統(tǒng)后，執(zhí)行第一個用戶進程init，init首先運行/etc/init/rcS.conf腳本，如下圖可以看到，init進程通過執(zhí)行/etc/rc.d/rcS.conf首先調(diào)用了/etc/rc.d/rc.sysinit，對系統(tǒng)做初始化設(shè)置，我們來看看這個腳本都是做了些什么哪？事實上init執(zhí)行/etc/rc.d/rc.sysinit的初始化將會做很多設(shè)置： 1、獲得網(wǎng)絡(luò)環(huán)境 2、掛載設(shè)備 3、開機啟動畫面Plymouth（取替了過往的 RHGB） 4、判斷是否啟用SELinux 5、顯示于開機過程中的歡迎畫面 6、初始化硬件 7、用戶自定義模塊的加載

9、 8、配置內(nèi)核的參數(shù) 9、設(shè)置主機名 10、同步存儲器 11、設(shè)備映射器及相關(guān)的初始化 12、初始化軟件磁盤陣列（RAID） 13、初始化 LVM 的文件系統(tǒng)功能 14、檢驗磁盤文件系統(tǒng)（fsck） 15、設(shè)置磁盤配額(quota) 16、重新以可讀寫模式掛載系統(tǒng)磁盤 17、更新quota（非必要） 18、啟動系統(tǒng)虛擬隨機數(shù)生成器 19、配置機器（非必要） 20、清除開機過程當(dāng)中的臨時文件 21、創(chuàng)建ICE目錄 22、啟動交換分區(qū)（swap） 23、將開機信息寫入/var/log/dmesg文件中 init執(zhí)行完/etc/rc.d/rc.sysinit后，將會執(zhí)行/etc/inittab來設(shè)定系統(tǒng)運行的默認(rèn)級別：如上圖，linux中共有0-6七個運行級別，而我自己系統(tǒng)的默認(rèn)運行級別是3. 設(shè)定完系統(tǒng)默認(rèn)運行級別以后，接著調(diào)用/etc/rc.d/rc腳本，這個腳本接收默認(rèn)運行級別參數(shù)后，依腳本設(shè)置啟用或停止/etc/rc.d/rc0-6.d/中相應(yīng)的程序，如下圖，看一下我系統(tǒng)運行默認(rèn)級別（級別）3下的內(nèi)容吧如圖示，/etc/rc.d/rc0-6.d/下的文件在系統(tǒng)初始化階段，以S開頭的將被啟動，以K開頭的將被關(guān)閉，文件名K/S 后面的的數(shù)字代表優(yōu)先級，數(shù)字越小優(yōu)先級越高，優(yōu)先執(zhí)行。最后，將執(zhí)行/etc/rc.d/rc.local腳本，可以根據(jù)自己的需求將一些執(zhí)行命令或者腳本