linux开机启动步骤详解

linux开机启动简单流程图如下：

一、BIOS 加电自检

按下电源开关，电脑会首先启动BIOS(基本输入输出系统)，BIOS一般是集成在主板上的。

BIOS主要做如下工作：

1、检测连接硬件，比如显卡，内存，磁盘等等，检测的目的是以后把这些设备信息提供给操作系统；

2、寻找启动磁盘，可以在BIOS开机启动菜单菜单里设置以哪个设备启动系统。比如:光驱，硬盘，网络等等，这个菜单可以设置多个选项，依照设置次序在设备上寻找启动信息；

3、找到了启动硬盘，接着BIOS就会在磁盘上找启动扇区，再找到内核启动系统。

a、先试着寻找第一个扇区，也就是主引导记录MBR(Master Boot Record)

b、如果第一个扇区上没有没有存在操作系统，再去寻找标记为BOOT的分区。

但不论是MBR还是BOOT分区，存储操作系统的空间都只有446字节。如果没有在上面提到的位置找到操作系统的内核，那么BIOS就无法继续启动工作。

       那么问题来了，我们的内核往往都会大于446个字节，存放在磁盘的其他位置上，既然446装不下内核，又为了能顺利的找到放在其他位置上的内核，人们想出了一个办法就在446字节里写了一个小程序，当BIOS试着启动操作系统时就会执行这个小程序，然后再由小程序来载入其他位置的内核。这个小程序就是启动载入器(boot loader) ，下面来讲讲这个boot loader是个什么鬼。

二、BOOT Loader

linux的boot loader常见的有两种：lilo和grub。

       因为lilo存在着一个1024柱面的限制，并且更改了磁盘上的启动信息文件后需要重新启动系统才能同步446字节的内容，因为lilo的缺陷，已经被grub所取代，因为grub没有这些限制。现在的绝大多数类linux系统都采用grub做boot loader，既然如此咱们不用再管lilo了，下面主要讲grub。

       grub能修改系统文件的启动内容就可以立刻与446内容同步。下面看看grub里面到底是什么，它存放在在于 /boot/grub中。

        

       GRUB有几个重要的文件，STAGE1、STAGE1_5、STAGE2

       STAGE1：它只有512字节，通常放在MBR中，它的作用就是在系统启动时用于装载STAGE2，并且将控制权交给它。

      

       STAGE2：它是GRUB的核心，所有的功能都是由它实现。

       STAGE1_5：介于STAGE1和STAGE2之间，是连接它们的桥梁，由于STAGE2较大，通常都是放在一个文件系统当中的，但是STAGE1并不能识别文件系统格式，所以才需要STAGE1_5来引导位于某个文件系统当中的STAGE2。根据文件系统格式的不同，STAGE1_5也需要相应的文件，如：e2fs_stage1_5，fat_stage1_5，分别用于识别ext和fat的文件系统格式。它存放于1-63的柱面之间。

      

       GRUB启动时会在 /boot/grub中寻找一个名字为grub.conf的设置文件，如果找不到此设置文件则不进入菜单模式而直接进入命令行模式。

       配置文件中选项含义如下：

       title：一个操作系统引动的标头，可以使多个

       root：指明所需文件存在于哪个磁盘哪个分区上 (hd0，0)表示第一个硬盘，第一个分区，可参考/boot/grub/device.map

       kernel：内核文件的名字，并且会有一些加载内核时的参数 or代表以只读方式加载

       initrd：包含一些附加的驱动程序

 

default=num默认启动第num +1行选项，也就说default=0，则默认启动菜单第1行的操作系统，default=1，则启动第2行的系统，如此类推。

timeout=num搜索设置在num秒之后引导默认的操作系统。CentOS默认是timeout=5，也就是说5秒之内如果没有其他命令就启动系统。如果设成 -1，则 GRUB 会一直等待直到用户选择一个选项为止。

splash pathname/filename指出开机画面的文件所存放的路径和文件名，如splashimage=(hd0,0)/grub/splash.xpm.gz是指用在/boot/grub路径下的splash.xpm.gz文件作为开机画面。感兴趣的可以自己修改下试试。

title OSname， title后面的字符串就是在菜单项上所看见的选项，可以写上操作系统的名字和描述，如title CentOS (2.6.32-431.el6.x86_64)代表这一选项的话，是引导CentOS (2.6.32-431.el6.x86_64)这个系统。

下面使用实例讲解

 

root  (hd0,0)是指第一个硬盘的第一个分区，,可参考/boot/grub/device.map。

kernel /vmlinuz-2.6.32-431.el6.x86_64 是指Linux内核的路径是/boot/vmlinuz-2.6.32-431.el6.x86_64。

ro：表示只读加载kernel

          rhgb：表示图形方式启动

为了加速引导启动进程，可以指定磁盘是否加密、语言环境、不启用LVM、RAID、键盘等等，节省dracut查找的时间，如一下几个选项：

          rd_NO_LUKS：指定磁盘不加密

LANG：指定语言环境

          rd_NO_LVM：禁用LVM

rd_NO_DM：禁用RAID

          KEYTABLE：指定字体显示

          crashkernel：为启动捕获内核预留指定内存，默认为crashkernel=auto，可自行设定如crashkernel=256M

quiet：表示不输出启动信息

initrd:包含一些附加的驱动程序

三、内核启动

       内核启动后会向bios查询电脑的所有硬件信息，然后自己接手管理这些设备，以便提供给linux使用

       内核会试着驱动这些设备，这些设备的驱动一部分包含在内核中，叫做静态驱动，一部分以模块的方式(动态)存放文件系统中，由于此时还未挂载任何文件系统，因此还不能使用文件系统中的模块，这里只能驱动在内核中存在的硬件驱动程序的对应设备。想驱动内核中未包含的硬件驱动就需要加载文件系统。

       内核会尝试挂载根文件系统，根文件系统至少包含 /etc，/bin，/sbin，/lib，/dev这5大目录。缺一不可，否则都会导致系统无法启动。

       根文件系统挂载是以只读方式挂载的，因为这时linux还在启动阶段，并不稳定，避免破坏系统文件。

四、启动INIT服务

       顺利的挂载了根文件系统后，就会启动init服务。内核会按/sbin/init，/etc/init，/bin/init顺序寻找init程序，如果找不到则内核报错，这里存在一个参数init=/bin/sh如果启动时指定了则最后执行/bin/sh而不会产生内核报错。也被称为快速启动，因为它忽略了很多启动初始化工作。

       启动init的目的就是为了初始化系统环境，启动了init就证明了内核已经顺利启动，接下来就由init服务来建立linux使用环境

       init会根据 /etc/inittab 文件的信息来进行初始化工作。会执行三个脚本 /etc/rc.d/rc.sysinit，/etc/rc.d/rc，/etc/rc.d/rc.local

       rc.sysinit 主要的功能用来建立系统的基本环境

              启动udev，selinux子系统

              udev负责产生/dev中的文件，selinux负责增强系统的安全性

              设定核心参数sysctl -p 加载/etc/sysctl.conf

              设定系统时间，将硬件时间设定为系统时间

              加载键盘和交换分区swapon -a -e

              设置主机名，挂载文件系统，并将根重新挂载为可读写的。

              加载动态驱动模块USB设备、RAID 和 LVM

              卸载/initrd/目录

             

       rc脚本设置启动级别 linux中有许多不同的启动级别，不同的启动级别会制定不同的服务

          根据指定rc的参数会对应执行 /etc/rc.d/rc[0-6].d/ 中的连接脚本文件以S开头的则启动

 

       rc.local如果我们想在启动过程中放置一些其他程序，应该使用rc.local脚本中，因为S99local软链接存在于rc[2-5].d中，并指向rc.local文件。

       三个rc脚本执行完毕后，就会建立虚拟主控制台执行/bin/login就提供了用户登陆界面了，如果是图形 L5级别的话，会启动Xwindow登录界面。

 

至此所有的启动就都已经完毕，以上脚本可以自己直接打开查看。

 

用户环境初始化
       输入用户名和密码系统验证，然后会执行一下这些文件：
       /etc/profile
       /etc/profile.d/*.sh        $HOME/.bash_profile
       /etc/bashrc
       $HOME/.bashrc  
       
系统启动级别：
       runlevel 0          关机
       runlevel 1          单用户模式，仅root用户可登
       runlevel 2          多人模式，无网络
       runlevel 3          命令行模式    
       runlevel 4          保留
       runlevel 5          图形模式
       runlevel 6          重新启动
 
查看启动级别
[root@ju grub]# runlevel 
N 5
切换启动级别
[root@ju grub]# init 3