Linux的启动、引导和登录

系统加电后，首先BIOS启动，Linux的启动开始于BIOS从启动设备上加载主引导记录（MBR），MBR中的代码从活动分区上读取Linux bootloader(比如grub、lilo）。接着bootloader加载Linux内核压缩镜像(通常为elf镜像），并将控制权交付给它。内核启动后bootloader加载Initrd（挂载作为初始的根文件系统），来保存额外的动态可加载模块（需要随后用来挂载存储真正根文件系统的硬盘分区）。因为内核运行在应用各种不同存储控制器的硬件平台上，因此在内核镜像中为每一个特定硬盘驱动分配空间基本是不可能的。特定存储设备的驱动打包在Initrd中并且在内核启动后加载（但是在根文件系统挂载之前）。接着，内核自解压缩并开始整个Linux系统的启动。
内核第一级别的初始化是在实模式下完成的（主要是调用bios服务获得内存映射），随后的启动在保护模式下完成。首先初始化cpu子系统，然后内存和进程管理就位，接着启动外围总线和IO设备（包括网络协议族和IO调度器的注册、PCI资源的建立、文件系统的挂载等）。引导的最后一步是调用所有Linux进程的父进程init。init进程执行用户空间的脚本启动必要的内核服务。
init为每一个可登录的终端设备调用fork生成一个子进程并在子进程中调用exec执行getty程序。接着getty以读写的方式打开设备，并为之设置文件描述符0，1，2（应该是调用fcntl函数分别以F_DUPFD和F_SETFD的命令来完成）它最终在控制台上衍生出终端并且现实login提示。
然后，getty输出类似login：的提示并且等待用户输入用户名，当我们输入用户名后，getty程序便完成了它的工作，接着调用exec执行login程序（进程空间被覆盖，所以login和getty的进程号是一样的）并为它建立环境（所有子进程一般都会继承并可能拓展）。login获得输入的密码并和从系统特定文件获得的解密密码相匹配，如果匹配成功，login会设置我们的主目录、uid、gid，初始化用户环境（例如PATH，HOME），调用登录shell等。最终，我们看到shell的输入提示...