Linux 启动过程

# Linux 启动过程

## 一、计算机的启动过程

### 1、两种启动方式

#### 1.1、传统启动方式（Legacy+mbr）
指传统BIOS启动方式，存在一些不足：比如最大只支持2TB磁盘，磁盘最多四个分区，且不支持图形操作

#### 1.2、UEFI+GPT方式

是新式的启动方式，逐步取代传统启动方式

相对于Legacy+mbr, 优点在启动更快(不要开机自检)，最多可支持128个磁盘分区最大可支持18EB硬盘支持图形操作

### 2、计算机启动流程(以Legacy+mbr为参考)

- 开机，系统BIOS加电自检
- 读主引导扇区MBR
- 读取激活分区DBR
- 操作系统引导代码引导系统并读取操作系统初始化文件

![win 启动过程](http://bucketblog.oss-cn-shenzhen.aliyuncs.com/blog/pic2020/03/win_startup.png)

### 3、专业术语介绍
- BIOS：
> Basic Input Output System（基本输入输出系统）的简称,是一组固化到主板中一个ROM芯片上的程序

- Legacy
> 传统的BIOS架构，每次启动需自检，且不支持图形操作

- UEFI：
> 统一的可扩展固件接口(Unified Extensible Firmware Interface),uefi是新式的BIOS架构，每次启动可不需自检，支持图形操作

- MBR
> Master Boot Record： 主引导记录 ，是一种磁盘分区架构

作用:检查分区表是否正确以及确定哪个分区为引导分区，并在程序结束时把该分区的启动程序调入内存加以执行,是BIOS转向操作系统的操作入口

不足: 支持的分区少，且最大只支持2TB磁盘

- GPT
> GPT全称：Globally Unique Identifier Partition Table Format，全局唯一标识分区表，一种由基于 Itanium 计算机中的可扩展固件接口 (EFI) 使用的磁盘分区架构，用于取代MBR磁盘分区架构

优点:最多可支持128个磁盘分区，且最高可支持18EB的大硬盘等

- DBR
> 分区引导扇区也称DBR，DBR是由硬盘的MBR装载的程序段。DBR装入内存后，即开始执行该引导程序段，其主要功能是完成操作系统的自举并将控制权交给操作系统。从而完成操作系统的启动

## 二、Linux 的启动过程(Centos 7)

### 1、加载BIOS（Basic Input/Output System）

> 这里在上面的 windows 启动过程中，这里的加载 bois 可以囊括为：开机 -> 找到 Bois -> 自检(检查必要驱动和硬件) -> 找到启动介质(一般指的是系统所在磁盘) -> 读取并执行主引导分区(MBR)

### 2、进入GRUB 

> GRUB(Grand Unified Bootloader) 引导程序，可以对各种linux 大型版本进行引导，也可以引导其他操作系统

### 3、加载Linux Kernel

> 加载 linux 的内核

#### 3.1、探测可识别到的所有硬件设备

#### 3.2、加载硬件驱动程序

#### 3.3、以只读方式挂载根文件系统

- 内核初始化信息可在启动完成后用dmesg命令查看。

### 4、执行init进程

> 第一个进程，PID为1，是所有进程的父进程。负责产生其他所有用户进程

在 Linux 操作系统也是一个进程，每个进程都会有对应的 pid (进程号)，这个 id = 1。

### 5、根据init配置文件设置默认运行级别     

#### 5.1、在centos7中：

初始化程序init是systemd，其配置文件在：/usr/lib/system/systemd/, /etc/systemd/system/ 

#### 5.2、查看/etc/inittab 文件， 可获取系统默认运行级别

Linux 系统中运行级别总共分为 7 个：

- L0：系统停机状态，系统默认运行级别不能设为0，否则不能正常启动
- L1：单用户工作状态，root权限，用于系统维护，禁止远程登陆
- L2：多用户状态(没有NFS)
- L3：完全的多用户状态(有NFS)，登陆后进入控制台命令行模式
- L4：系统未使用，保留
- L5：X11控制台，登陆后进入图形GUI模式
- L6：系统正常关闭并重启，默认运行级别不能设为6，否则不能正常启动

### 6、执行默认级别中的所有 Script 脚本

### 7、执行/bin/login程序，提示用户输入帐户和口令

![Linux启动过程](http://bucketblog.oss-cn-shenzhen.aliyuncs.com/blog/pic2020/03/linux_startup.png)

## 三、Grub 的启动过程

### 1、GRUB 
> GRUB(Grand Unified Bootloader)引导程序,可以对各种linux发行版本进行引导,也可以引导其它操作系统

### 2、查看 GRUB 配置文件

> grub配置文件名:grub.cfg  , 保存在/boot/grub2目录中(需要进入root用户 ，才有权查看)

#### 2.1、查看 GRUB 内容

- 查看内容命令：

sudo /boot/grub2/grub.cfg

- 查看内容命令:

cat /etc/default/grub

- 查看目录列表命令：

ls /etc/grub.d

#### 2.2、修改grub引导菜单等待时间

- 详细信息可以查看文章[《Linux 修改 GRUB 引导菜单等待时间》](https://blog.csdn.net/CalledJoker/article/details/104969253) https://blog.csdn.net/CalledJoker/article/details/104969253

#### 2.3、重置 root 密码

- 详细信息可以查看文章[《Linux、CentOS 强制重置 Root 账户密码》](https://blog.csdn.net/CalledJoker/article/details/105026700) https://blog.csdn.net/CalledJoker/article/details/105026700


## 四、设置 Linux 运行级别(图形化 or 命令行)


- 详细信息可以查看文章[《Linux、CentOS 强制重置 Root 账户密码》](https://blog.csdn.net/CalledJoker/article/details/105026890) https://blog.csdn.net/CalledJoker/article/details/105026890


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