简述linux操作系统启动流程

系统启动流程.png

POST加电自检

Linux系统在接通电源后，系统会启动POST程序来对内部的各个配件进行自检，若自检过程中发现错误，则有可能出现下述两种情况：若出现的错误为严重错误，则系统会停机，无法开启；若出现的错误为非严重错误，则系统会发出报警提示或声音报警，用户可根据相关提示判断错误的类型。

BIOS

加电自检完后，系统启动进入了BIOS阶段。在此阶段系统会启动Boot Sequence来查找各引导设备，当查找到第一个有引导程序的设备时，该设备即为本次启动要用到的设备。随后BIOS会读取该引导设备中的MBR来进行系统启动的下一阶段。MBR表通常为硬盘的第一个扇区，大小为512字节，其中前446个字节为bootloader，其后紧跟的64个字节为分区表，剩下两个字节55AA为结束标识。

GRUB

在BIOS读取了MBR后，系统就来到了GRUB启动引导阶段。GRUB引导阶段大致分为三个阶段：
1、1st stage：启动Boot loader来加载2nd stage的内容至内存中。
2、1.5 stage：位于MBR的分区表中，能够识别出2nd stage所在的分区上的文件系统。
3、2nd stage ：读取配置文件/etc/grub/grub.conf，该文件为grub启动提供了菜单及加载的kernel位置，当kernel被成功加载到内存中的时候，系统进入到kernel启动阶段。

kernel

进入kernel阶段后，系统会先探测可识别的所有硬件设备，随后kernel会加载硬件驱动程序，在加载硬件驱动的时候，可能会先加载真正根所在设备的驱动程序文件ramdisk。但是，如果内核是自己编译的，能驱动真正根的驱动已经编译进内核，可不用ramdisk。

rootfs

当加载了ramdisk，在内存中生成一个临时的只读的rootfs系统。这个临时的rootfs系统通常是由initrd文件生成的，该文件在grub的2nd stage就被拷贝进内存，该文件包含了必要的驱动模块。

switchroot

这一阶段叫做根切换，在挂载了真正的rootfs后，initrd会从内存中被移除掉。在运行了临时的rootfs系统后，系统将开始运行第一个程序/sbin/init。
Centos 6中系统的初始化程序是/sbin/init，Centos 7 则改用了systemd作为系统的初始化程序。

/sbin/init

内核加载的第一个进程，我们叫做init初始化进程。一旦有了init进程，证明内核空间有了，用户空间也被创建出来。接着init要进行后续空间的所有管理工作，它负责一切用户空间管理的进程，

/etc/inittab，/etc/init/*.conf

加载各种配置文件

设定默认运行级别

之后的脚本接受一个运行级别的数字为参数
0：关机, shutdown
1：单用户模式(single user)，root用户，无须认证；维护模式；
2、多用户模式(multi user)，会启动网络功能，但不会启动NFS；维护模式；
3、多用户模式(mutli user)，完全功能模式；文本界面；
4、预留级别：目前无特别使用目的，但习惯以同3级别功能使用；
5、多用户模式(multi user)， 完全功能模式，图形界面；
6、重启，reboot

init初始化

到了这个阶段，系统开始进行完成启动前的初始化操作，其实际上是根据/etc/inittab的设定进行脚本执行。第一个执行的脚本为/etc/rc.d/rc.sysinit，这是系统的初始化脚本，其完成的操作有下述几点：
1)设置主机名；
2)设置欢迎信息；
3)激活udev和selinux；
4)挂载/etc/fstab文件中定义的所有文件系统；
5)检测根文件系统，并以读写方式重新挂载根文件系统；
6)设置系统时钟；
7)根据/etc/sysctl.conf文件来设置内核参数；
8)激活lvm及软raid设备；
9)激活swap设备；
10)加载额外设备的驱动程序；
11)清理操作；

关闭或启动对应级别下的服务

先关闭对应级别下以K_开头需要停止的服务，，然后启动对应级别下以S_开头需要开启的服务。

启动终端

设置登录终端并启动，必要的话启动图形终端