linux開機啟動詳細流程圖：

一、BIOS 加電自檢

當你按電源開關開機時,電腦會首先去啟動BIOS(基本輸入輸出系統),BIOS一般是集成在主板上的.

BIOS 的工作

1.檢測連接硬件,比如顯卡,內存,磁盤等等,檢測的目的是以后把這些設備信息提供給操作系統

2.尋找啟動磁盤,每一種BIOS都會有開機啟動菜單,可以在菜單里設置以哪個設備啟動系統

比如:光驅,硬盤,網絡等等,這個菜單可以設置多個選項,依照設置次序在設備上尋找啟動信息

3.找到了啟動硬盤,接著BIOS就會在磁盤上找啟動扇區,找到內核啟動系統.

1)先試著尋找第一個扇區,也就是主引導記錄MBR(Master Boot Record)

2)如果第一個扇區上沒有沒有存在操作系統,再去尋找標記為BOOT的分區.

不論是MBR還是BOOT分區,存儲操作系統的空間都只有446字節;

如果沒有在上面提到的位置找到操作系統的內核,那么BIOS就無法繼續啟動工作.

而我們的內核往往會大于446個字節,存放在磁盤的其他位置上,既然446裝不下內核,又為了能順利的找到放在其他位置上的內核,

人們想出了一個辦法就在446字節里寫了一個小程序,當BIOS試著啟動操作系統時就會執行這個小程序,然后再由小程序來載入其他位置的內核.這個小程序就是啟動載入器(boot loader)

二、BOOT Loader

linux的boot loader(上文提到的小程序) 常見的有兩種:lilo grub

因為lilo存在著一個1024柱面的限制,并且更改了磁盤上的啟動信息文件后需要重新啟動系統才能同步446字節的內容,因為lilo的缺陷,已經被grub所取代.現在的絕大多數類linux系統都采用grub做boot loader;

grub則沒有了lilo各種限制,而且方便到能修改系統文件的啟動內容就可以立刻與446內容同步.

那么我們就看看grub的內容 它存在于 /boot/grub中

GRUB有幾個重要的文件，STAGE1、STAGE1.5、STAGE2

STAGE1：它只有512字節，通常放在MBR中，它的作用很簡單，就是在系統啟動時用于裝載STAGE2并將控制權交給它。

STAGE2：GRUB的核心，所有的功能都是由它實現。

STAGE1.5：介于STAGE1和STAGE2之間，是它們的橋梁，因為STAGE2較大，通常都是放在一個文件系統當中的，但是STAGE1并不能識別文件系統格式，

所以才需要STAGE1.5來引導位于某個文件系統當中的STAGE2。根據文件系統格式的不同，STAGE1.5也需要相應的文件，如：e2fs_stage1_5，fat_stage1_5，分別用于識別ext和fat的文件系統格式。它存放于1-63的柱面之間.

引導順序如下：STAGE1->;STAGE1.5->;STAGE2，

主要的配置文件時 grub.conf

里面選項含義:

title:一個操作系統引動的標頭,可以使多個

root :指明所需文件存在于哪個磁盤哪個分區上 (hd0,0)表示第一個硬盤,第一個分區,可參考/boot/grub/device.map

kernel:內核文件的名字,并且會有一些加載內核時的參數 or代表以只讀方式加載

initrd:包含一些附加的驅動程序

三、內核啟動

內核啟動后會向bios查詢電腦的所有硬件信息,然后自己接手下來管理這些設備,以便提供給linux使用

內核會試著驅動這些設備,這些設備的驅動一部分包含在內核中,叫做靜態驅動,一部分以模塊的方式(動態)存放文件系統中,由

于此時還未掛載任何文件系統,因此還不能使用文件系統中的模塊,這里只能驅動在內核中存在的硬件驅動程序的對應設備.想驅動內核中未包含的硬件驅動就需要加載文件系統.

內核會嘗試掛載根文件系統,根文件系統至少包含 /etc /bin /sbin /lib /dev 這5大目錄

他們5個缺一不可.都會導致系統無法啟動

根文件系統掛載是以只讀方式掛載的,因為這時linux還在啟動階段,并不穩定,避免破壞系統資料

四、啟動INIT服務

順利的掛載了根文件系統后,就會啟動init服務

內核會按 /sbin/init /etc/init /bin/init 順序尋找init程序,

如果找不到則內核報錯 這里存在一個參數 init=/bin/sh 如果啟動時指定了則最后執行/bin/sh

而不會產生內核報錯.也被稱為快速啟動,因為它忽略了很多啟動初始化工作.

啟動init的目的就是為了初始化系統環境,啟動了init就證明了內核已經順利啟動,接下來就由init服務來建立linux使用環境

init做了什么?它會讀取 /etc/inittab 文件,根據這個文件的信息來進行初始化工作.

會執行三個腳本 /etc/rc.d/rc.sysinit /etc/rc.d/rc /etc/rc.d/rc.local

rc.sysinit 主要的功能用來建立系統的基本環境

啟動udev selinux子系統

udev負責產生 /dev中的文件,selinux負責增強系統的安全性

設定核心參數 sysctl -p 加載 /etc/sysctl.conf

設定系統時間 將硬件時間設定為系統時間

加載鍵盤和交換分區 swapon -a -e

設置主機名,掛載文件系統,并將根重新掛載為可讀寫的.

加載動態驅動模塊

USB設備與RAID & LVM

卸載 /initrd/ 目錄

rc 腳本設置啟動級別 linux中有許多不同的啟動級別,不同的啟動級別會制定不同的服務

根據指定rc的參數會對應執行 /etc/rc.d/rc[0-6].d/ 中的連接腳本文件 以S開頭的則啟動

rc.local 前兩個腳本都是系統至關重要的腳本,如果我們想在啟動過程中放置一些其他程序

應該使用rc.local腳本中 因為S99local存在于rc[2-5].d中

三個RC腳本執行完畢后,就會建立虛擬主控制臺 執行 /bin/login 就提供了用戶登陸界面了

如果是圖形 L5級別的話,會啟動X window登錄界面

所有的啟動就都已經完畢

用戶環境初始化

輸入用戶名和密碼系統驗證,然后會執行

/etc/profile

/etc/profile.d/*.sh $HOME/.bash_profile

/etc/bashrc

$HOME/.bashrc

啟動級別

0 關機

1 單用戶

2 多用戶模式但帶網絡但不能遠程登錄

3 不受限多用戶模式 TUI

4 保留

5 圖形模式

6 重新啟動

查看啟動級別

*# runlevel**

N 3

N是上次的級別,3是當前級別 也就是說機器開機就是3級別

切換級別

init 5

掛載文件系統

/etc/fstab

第一項 是要mount的存儲裝置的實體位置或者用卷標

第二項 要掛到哪個目錄位置

第三項 指定要掛載的系統格式

第四項 mount時要設定的狀態，只讀或defauls

第五項 提供DUMP功能，在系統DUMP時需要BACKUP的標志位，其內定位置是 0

第六項 設定開機時文件系統是否要check

除了root的文件系統其必要的check為1 其他視需要而定 默認是0

LABEL=/boot /boot ext3 defaults 1 2

用戶登錄

開機啟動程序加載完畢以后，就要讓用戶登錄了。

一般來說，用戶的登錄方式有三種：

(1)命令行登錄

(2)ssh登錄

(3)圖形界面登錄

這三種情況，都有自己的方式對用戶進行認證。

(1)命令行登錄：init進程調用getty程序(意為get teletype)，讓用戶輸入用戶名和密碼。輸入完成后，再調用login程序，核對密碼(Debian還會再多運行一個身份核對程序/etc/pam.d/login)。如果密碼正確，就從文件 /etc/passwd 讀取該用戶指定的shell，然后啟動這個shell。

(2)ssh登錄：這時系統調用sshd程序(Debian還會再運行/etc/pam.d/ssh )，取代getty和login，然后啟動shell。

(3)圖形界面登錄：init進程調用顯示管理器，Gnome圖形界面對應的顯示管理器為gdm(GNOME Display Manager)，然后用戶輸入用戶名和密碼。如果密碼正確，就讀取/etc/gdm3/Xsession，啟動用戶的會話。

進入login shell

所謂shell，簡單說就是命令行界面，讓用戶可以直接與操作系統對話。用戶登錄時打開的shell，就叫做login shell。

Debian默認的shell是Bash，它會讀入一系列的配置文件。上一步的三種情況，在這一步的處理，也存在差異。

(1)命令行登錄：首先讀入 /etc/profile，這是對所有用戶都有效的配置；然后依次尋找下面三個文件，這是針對當前用戶的配置。

~/.bash_profile

~/.bash_login

~/.profile

需要注意的是，這三個文件只要有一個存在，就不再讀入后面的文件了。比如，要是 ~/.bash_profile 存在，就不會再讀入后面兩個文件了。

(2)ssh登錄：與第一種情況完全相同。

(3)圖形界面登錄：只加載 /etc/profile 和 ~/.profile。也就是說，~/.bash_profile 不管有沒有，都不會運行。

打開non-login shell

老實說，上一步完成以后，Linux的啟動過程就算結束了，用戶已經可以看到命令行提示符或者圖形界面了。但是，為了內容的完整，必須再介紹一下這一步。

用戶進入操作系統以后，常常會再手動開啟一個shell。這個shell就叫做 non-login shell，意思是它不同于登錄時出現的那個shell，不讀取/etc/profile和.profile等配置文件。

non-login shell的重要性，不僅在于它是用戶最常接觸的那個shell，還在于它會讀入用戶自己的bash配置文件 ~/.bashrc。大多數時候，我們對于bash的定制，都是寫在這個文件里面的。

你也許會問，要是不進入 non-login shell，豈不是.bashrc就不會運行了，因此bash 也就不能完成定制了？事實上，Debian已經考慮到這個問題了，請打開文件 ~/.profile，可以看到下面的代碼：

if [ -n "$BASH_VERSION" ]; then

if [ -f "$HOME/.bashrc" ]; then

. "$HOME/.bashrc"

fi

fi

上面代碼先判斷變量 $BASH_VERSION 是否有值，然后判斷主目錄下是否存在 .bashrc 文件，如果存在就運行該文件。第三行開頭的那個點，是source命令的簡寫形式，表示運行某個文件，寫成"source ~/.bashrc"也是可以的。

因此，只要運行～/.profile文件，～/.bashrc文件就會連帶運行。但是上一節的第一種情況提到過，如果存在～/.bash_profile文件，那么有可能不會運行～/.profile文件。解決這個問題很簡單，把下面代碼寫入.bash_profile就行了。

if [ -f ~/.profile ]; then

. ~/.profile

fi

這樣一來，不管是哪種情況，.bashrc都會執行，用戶的設置可以放心地都寫入這個文件了。

Bash的設置之所以如此繁瑣，是由于歷史原因造成的。早期的時候，計算機運行速度很慢，載入配置文件需要很長時間，Bash的作者只好把配置文件分成了幾個部分，階段性載入。系統的通用設置放在 /etc/profile，用戶個人的、需要被所有子進程繼承的設置放在.profile，不需要被繼承的設置放在.bashrc。

順便提一下，除了Linux以外， Mac OS X 使用的shell也是Bash。但是，它只加載.bash_profile，然后在.bash_profile里面調用.bashrc。而且，不管是ssh登錄，還是在圖形界面里啟動shell窗口，都是如此。

總結

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