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1 基本概念
按下電源按鍵後計算機硬件會主動的讀取 BIOS 來加載硬件信息及進行硬件系統的自我測試，之後系統會主動的去讀取第一個可開機的裝置 ( 由 BIOS 設定的 ) ，此時就可以讀入開機管理程序了。 開機管理程序可以指定使用哪個核心檔案來開機，並實際加載核心到內存當中解壓縮與執行， 此時核心就能夠開始在內存內活動，並偵測所有硬件信息並加載適當的驅動程序來使整部主機開始運作，等到核心偵測硬件並加載驅動程序完畢後，操作系統就開始在你的 PC 上面跑了。主機系統開始運作後，此時 Linux 才會呼叫外部程序開始準備軟件執行的環境， 並且實際的加載所有系統運作所需要的軟件程序！最後系統就會開始等待你的登錄與操作。
2 術語解釋
開機過程：指的是從打開計算機電源直到 LINUX 顯示用戶登錄畫面的全過程。
BIOS ：全名是 (Basic Input / Output System) ，稱基本輸入輸出系統，可以視為是一個永久地記錄在 ROM 中的一個軟件，是操作系統輸入輸出管理系統的一部分。
MBR ：全名是（ Main Boot Record 主引導記錄區），整個硬盤的 0 磁道 0 柱面 1 扇區。
Boot Loader ：在操作系統內核運行之前運行的一段小程序。通過這段小程序，我們可以初始化硬件設備、建立內存空間的映射圖，從而將系統的軟硬件環境帶到一個合適的狀態，以便為最終調用操作系統內核做好一切準備。
3 詳細說明
通常情況下，諸如 lilo 、 grub 這些常見的引導程序都直接安裝在 MBR 中。我們以 grub 為例來分析這個引導過程。
grub 引導也分為兩個階段 stage1 階段和 stage2 階段 ( 有些較新的 grub 又定義了 stage1.5 階段 ) 。
1) 、 stage1 ： stage1 是直接被寫入到 MBR 中去的，這樣機器一啟動檢測完硬件後，就將控制權交給了 GRUB 的代碼。也就是上圖所看到的前 446 個字節空間中存放的是 stage1 的代碼。 BIOS 將 stage1 載入內存中 0x7c00 處並跳轉執行。 stage1 （ /stage1/start.S ）的任務非常單純，僅僅是將硬盤 0 頭 0 道 2 扇區讀入內存。而 0 頭 0 道 2 扇區內容是源代碼中的 /stage2/start.S ，編譯後 512 字節，它是 stage2 或者 stage1_5 的入口。
2) 、 stage2 ：嚴格來說這裡還應該再區分個 stage1.5 的，就一併把 stage1.5 放在這裡一起介紹了。我們繼續說 0 頭 0 到 2 扇區的 /stage2/start.S 文件，當它的內容被讀入到內存之後，它的主要作用就是負責將 stage2 或 stage1.5 從硬盤讀到內存中。如果是 stage2 ，它將被載入到 0x820 處；如果是 stage1.5 ，它將被載入到 0x2200 處。這裡的 stage2 或者 stage1_5 不是 /boot 分區 /boot/grub 目錄下的文件，因為這個時候 grub 還沒有能力識別任何文件系統。
如果 start.S 加載 stage1.5 ： stage1.5 它存放在硬盤 0 頭 0 道 3 扇區向後的位置， stage1_5 作為 stage1 和 stage2 中間的橋樑， stage1_5 有識別文件系統的能力，此後 grub 才有能力去訪問 /boot 分區 /boot/grub 目錄下的 stage2 文件，將 stage2 載入內存並執行。
如果 start.S 加載 stage2 ：同樣，這個 stage2 也不是 /boot 分區 /boot/grub 目錄下的 stage2 ，這個時候 start.S 讀取的是存放在 /boot 分區 Boot Sector 的 stage2 。這種情況下就有一個限制：因為 start.S 通過 BIOS 中斷方式直接對硬盤尋址（而非通過訪問具體的文件系統），其尋址範圍有限，限制在 8GB 以內。因此這種情況需要將 /boot 分區分在硬盤 8GB 尋址空間之前。
假如是情形 2 ，我們將 /boot/grub 目錄下的內容清空，依然能成功啟動 grub ；假如是情形 1 ，將 /boot/grub 目錄下 stage2 刪除後，則系統啟動過程中 grub 會啟動失敗。
啟動內核：
當 stage2 被載入內存執行時，它首先會去解析 grub 的配置文件 /boot/grub/grub.conf ，然後加載內核鏡像到內存中，並將控制權轉交給內核。而內核會立即初始化系統中各設備並做相關的配置工作，其中包括 CPU 、 I/O 、存儲設備等。
關於 Linux 的設備驅動程序的加載，有一部分驅動程序直接被編譯進內核鏡像中，另一部分驅動程序則是以模塊的形式放在 initrd(ramdisk) 中。
Linux 內核需要適應多種不同的硬件架構，但是將所有的硬件驅動編入內核又是不實際的，而且內核也不可能每新出一種硬件結構，就將該硬件的設備驅動寫入內核。實際上 Linux 的內核鏡像僅是包含了基本的硬件驅動，在系統安裝過程中會檢測系統硬件信息，根據安裝信息和系統硬件信息將一部分設備驅動寫入 initrd 。這樣在以後啟動系統時，一部分設備驅動就放在 initrd 中來加載。這裡有必要給大家再多介紹一下 initrd 這個東東：
initrd 的英文含義是 bootloader initialized RAM disk ，就是由 boot loader 初始化的內存盤。在 linu2.6 內核啟動前， boot loader 會將存儲介質中的 initrd 文件加載到內存，內核啟動時會在訪問真正的根文件系統前先訪問該內存中的 initrd 文件系統。在 boot loader 配置了 initrd 的情況下，內核啟動被分成了兩個階段，第一階段先執行 initrd 文件系統中的 init ，完成加載驅動模塊等任務，第二階段才會執行真正的根文件系統中的 /sbin/init 進程。
另外一個概念： initramfs
initramfs 是在 kernel 2.5 中引入的技術，實際上它的含義就是：在內核鏡像中附加一個 cpio 包，這個 cpio 包中包含了一個小型的文件系統，當內核啟動時，內核將這個 cpio 包解開，並且將其中包含的文件系統釋放到 rootfs 中，內核中的一部分初始化代碼會放到這個文件系統中，作為用戶層進程來執行。這樣帶來的明顯的好處是精簡了內核的初始化代碼，而且使得內核的初始化過程更容易定製。
初始化系統：
/sbin/init 進程是系統其他所有進程的父進程，當它接管了系統的控制權先之後，它首先會去讀取 /etc/inittab 文件來執行相應的腳本進行系統初始化，如設置鍵盤、字體，裝載模塊，設置網絡等。主要包括以下工作：
1) 、執行系統初始化腳本 (/etc/rc.d/rc.sysinit) ，對系統進行基本的配置，以讀寫方式掛載根文件系統及其它文件系統，到此係統算是基本運行起來了，後面需要進行運行級別的確定及相應服務的啟動。 rc.sysinit 所做的事情 ( 不同的 Linux 發行版，該文件可能有些差異 ) 如下：
（ 1 ）獲取網絡環境與主機類型。首先會讀取網絡環境設置文件 "/etc/sysconfig/network" ，獲取主機名稱與默認網關等網絡環境。
（ 2 ）測試與載入內存設備 /proc 及 usb 設備 /sys 。除了 /proc 外，系統會主動檢測是否有 usb 設備，並主動加載 usb 驅動，嘗試載入 usb 文件系統。
（ 3 ）決定是否啟動 SELinux 。
（ 4 ）接口設備的檢測與即插即用（ pnp ）參數的測試。
（ 5 ）用戶自定義模塊的加載。用戶可以再 "/etc/sysconfig/modules/*.modules" 加入自定義的模塊，此時會加載到系統中。
（ 6 ）加載核心的相關設置。按 "/etc/sysctl.conf" 這個文件的設置值配置功能。
（ 7 ）設置系統時間（ clock ）。
（ 8 ）設置終端的控制檯的字形。
（ 9 ）設置 raid 及 LVM 等硬盤功能。
（ 10 ）以方式查看檢驗磁盤文件系統。
（ 11 ）進行磁盤配額 quota 的轉換。
（ 12 ）重新以讀取模式載入系統磁盤。
（ 13 ）啟動 quota 功能。
（ 14 ）啟動系統隨機數設備（產生隨機數功能）。
（ 15 ）清楚啟動過程中的臨時文件。
（ 16 ）將啟動信息加載到 "/var/log/dmesg" 文件中。
當 /etc/rc.d/rc.sysinit 執行完後，系統就可以順利工作了，只是還需要啟動系統所需要的各種服務，這樣主機才可以提供相關的網絡和主機功能，因此便會執行下面的腳本。
2) 、執行 /etc/rc.d/rc 腳本。該文件定義了服務啟動的順序是先 K 後 S ，而具體的每個運行級別的服務狀態是放在 /etc/rc.d/rc*.d （ *=0~6 ）目錄下，所有的文件均是指向 /etc/init.d 下相應文件的符號鏈接。 rc.sysinit 通過分析 /etc/inittab 文件來確定系統的啟動級別，然後才去執行 /etc/rc.d/rc*.d 下的文件。
/etc/init.d-> /etc/rc.d/init.d
/etc/rc ->/etc/rc.d/rc
/etc/rc*.d ->/etc/rc.d/rc*.d
/etc/rc.local-> /etc/rc.d/rc.local
/etc/rc.sysinit-> /etc/rc.d/rc.sysinit
也就是說， /etc 目錄下的 init.d 、 rc 、 rc*.d 、 rc.local 和 rc.sysinit 均是指向 /etc/rc.d 目錄下相應文件和文件夾的符號鏈接。我們以啟動級別 3 為例來簡要說明一下。
/etc/rc.d/rc3.d 目錄，該目錄下的內容全部都是以 S 或 K 開頭的鏈接文件，都鏈接到 "/etc/rc.d/init.d" 目錄下的各種 shell 腳本。 S 表示的是啟動時需要 start 的服務內容， K 表示關機時需要關閉的服務內容。 /etc/rc.d/rc*.d 中的系統服務會在系統後臺啟動，如果要對某個運行級別中的服務進行更具體的定製，通過 chkconfig 命令來操作，或者通過 setup 、 ntsys 、 system-config-services 來進行定製。如果我們需要自己增加啟動的內容，可以在 init.d 目錄中增加相關的 shell 腳本，然後在 rc*.d 目錄中建立鏈接文件指向該 shell 腳本。這些 shell 腳本的啟動或結束順序是由 S 或 K 字母后面的數字決定，數字越小的腳本越先執行。例如， /etc/rc.d/rc3.d /S01sysstat 就比 /etc/rc.d/rc3.d /S99local 先執行。
3) 、執行用戶自定義引導程序 /etc/rc.d/rc.local 。其實當執行 /etc/rc.d/rc3.d/S99local 時，它就是在執行 /etc/rc.d/rc.local 。 S99local 是指向 rc.local 的符號鏈接。就是一般來說，自定義的程序不需要執行上面所說的繁瑣的建立 shell 增加鏈接文件的步驟，只需要將命令放在 rc.local 裡面就可以了，這個 shell 腳本就是保留給用戶自定義啟動內容的。
4) 、完成了系統所有的啟動任務後， linux 會啟動終端或 X-Window 來等待用戶登錄。 tty1,tty2,tty3... 這表示在運行等級 1 ， 2 ， 3 ， 4 的時候，都會執行 "/sbin/mingetty" ，而且執行了 6 個，所以 linux 會有 6 個純文本終端， mingetty 就是啟動終端的命令。
除了這 6 個之外還會執行 "/etc/X11/prefdm-nodaemon" 這個主要啟動 X-Window
至此，系統就啟動完畢了
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