Linux启动流程分析及无法正常开机的解决办法
第一部分：Linux启动流程一览
一.Linux启动流程一览
1.加载BIOS的硬件信息与自我检测（自检），并根据设置读取第一个可启动的设备
2.读取第一个启动设备内的MBR（主引导记录）的启动引导程序（grub2，spfdisk等程序）
3.根据启动引导程序的设置加载Kernel，Kernel会开始检测硬件与加载驱动程序
4.在硬件驱动成功后，Kernel主动调用systemd程序，并以default.target流程启动
·systemd执行sysinit.target初始化系统及basic.target准备操作系统
·systemd启动multi-user.target下的本机与服务器服务
·systemd执行multi-user.target下的/etc/rc.d/rc/local文件
·systemd执行multi-user.target下的getty.target及登录服务
·systemd执行graphical需要的服务
第二部分：流程详细分析
一.BIOS
启动整个系统首先要做的是让系统去加载BIOS，（Basic Input Output System），并通过BIOS程序去加载CMOS的信息，并且借由CMOS内的设置值取得主机的各项硬件配置，例如CPU与接口设备的沟通频率，启动设备的查找顺序，硬盘的大小与类型，系统时间等
在取得这些消息之后BIOS还会进行自我启动检测，然后开始执行硬件检测的初始化，并设置PnP设备，之后再定义出可启动的设备顺序，接下来就会开始进行启动设备的数据读取了
由于我们系统软件大多放置到硬盘种，所以BIOS会指定启动的设备好让我们可以读取磁盘中的操作系统内核文件。但由于不同的操作系统它的文件系统格式不同，因此我们必须要以一个启动引导程序来处理内核文件加载（load）的问题，因此这个启动引导程序就被称为boot loader，这个boot loader就安装在了启动设备的第一个扇区中，也就是我们一直谈到的MBR（主引导记录）
二.boot loader的功能
loader的最主要功能是要识别操作系统的文件格式，并据以加载内核到内存中去执行。由于不同操作系统的文件格式不一致，因此每种操作系统都有自己的boot loader，用自己的loader才有办法加载内核文件
这里就引申出了一个问题，即多重操作系统—在一台主机上面安装多种不同的操作系统
由上我们可以了解
必须要使用自己的loader才能够加载属于自己的操作系统内核，但是系统的MBR只有一个，那我们怎么才可以在同一台主机上同时安装linux和windos呢？
其实每个文件系统都会保留一块启动扇区（boot sector）提供操作系统安装boot loader，而通常操作系统默认都会安装一份loader到它的根目录所在的文件系统的boot sector上。如果我们在一台主机上面安装Windows和Linux后，该boot sector，boot loader与MBR的相关性有点像下图
如上图所示，每个操作系统默认会安装一个boot loader到它自己的文件系统中，（图上显示就是每个filesystem的左下角的方块），而在Linux系统安装时，你可以选择将boot loader安装到MBR，也可以选择不安装。如果选择安装到MBR的话，那理论上你在MBR与boot sector都会保存一份boot loader程序。至于Windows安装时，它默认会主动地将MBR与boot sector都装上一份boot loader。所以，你会发现安装多重操作系统时，你的MBR常常会被不同的操作系统的boot loader所覆盖
我们刚刚提到的问题还是没有解决：虽然各个操作系统都可以安装一份boot loader到它的boot sector中，这样操作系统可以通过自己的boot loader来加载自己的内核。问题是系统的MBR只有一个。你要怎么执行boot sector中的loader呢？下面我们来看一下boot loader的主要功能
boot loader的主要功能如下
1.提供选项：用户可以选择不同的启动项，这也是多重引导的重要功能
2.加载内核文件：直接指向可启动的程序区域来启动操作系统
3.转交给其他loader：将启动管理功能转交给其他loader负责
由于具有选项功能，因此我们可以选择不同的内核来启动，而由于具有控制权转交的功能，因此我们可以加载其他boot sector中的loader。不过windows的loader默认不具有控制权转交的功能，因此我们不能使用windows的loader来加载Linux的loader
这也是为什么我们一般要先安装windows再装linux的原因
先安装linux，后安装windows的话，windows的boot loader会覆盖掉MBR中linux 的boot loader，而windows的loader又不能将控制权转交给linux，所以这样就无法启动linux只能启动Windows了
先安装windows，后安装linux的话，linux的loader覆盖掉MBR中windows中的loader，linux的loader可以将控制权转交给windows所以windows和linux都可以正常启动
三.加载内核检测硬件
当我们借由boot loader的管理而开始读取内核文件之后，接下来Linux就会将内核解压缩到内存当中，并且利用内核的功能，开始测试与驱动各个周边设备，包括存储设备，CPU，网卡，声卡等。此时Linux内核会以自己的功能重新检测一次硬件，而不一定会使用BIOS检测到的硬件信息。这也就是说，内核此时才开始接管BIOS后的工作。那么内核的文件在哪里？一般来说，他会被放置到/boot里面，并且取名为/boot/vmlinuz
四.第一个程序systemd及使用default.target进入启动程序分析
在内核加载完毕，进行完硬件检测与驱动程序加载后，此时你的主机硬件应该已经准备就绪了。此时内核会调用第一个程序那就是systemd，使用pstree查看时会发现systemd的PID为1！
systemd最主要的功能就是准备软件执行的环境，包括系统的主机名，网络设置，语言设置，文件系统格式及其他服务的启动等。所有的操作都会通过systemd的默认启动服务集合，亦即是/etc/systemd/system/default.target来规划
第三部分 Linux启动可能遇到的问题及解决方案
Linux系统无法开机及其解决办法