Linux加载启动的过程--让你更加详细了解Linux是怎么启动的

你是否为了操作系统的系统过程而感到迷惑呢？或者你根本就不了解操作系统的启动过程，那么我们来说一说，Linux系统的启动过程

Linux是一套免费使用和自由传播的类Unix操作系统，是一个基于POSIX和UNIX的多用户、多任务、支持多线程和多CPU的操作系统。它能运行主要的UNIX工具软件、应用程序和网络协议。它支持32位和64位硬件。Linux继承了Unix以网络为核心的设计思想，是一个性能稳定的多用户网络操作系统。

接触Linux的时间也不算短了，一直都是直接使用Linux操作系统进行一些工作，很少去了解系统从开机到能使用的整个过程，感觉有需要好好理解下整个系统的启动过程，故写这篇博客加深一下理解。

先通过一张图来简单了解下整个系统启动的流程，整个过程基本可以分为POST-->BIOS-->MBR(GRUB)-->Kernel-->Init-->Runlevel。下面会详细说明每个过程的作用。

BIOS

BIOS(Basic Input/Output System)，基本输入输出系统，该系统存储于主板的ROM芯片上，计算机在开机时，会最先读取该系统，然后会有一个加电自检过程，这个过程其实就是检查CPU和内存，计算机最基本的组成单元(控制器、运算器和存储器)，还会检查其他硬件，若没有异常就开始加载BIOS程序到内存当中。详细的BIOS功能，这边就不说了，BIOS主要的一个功能就是存储了磁盘的启动顺序，BIOS会按照启动顺序去查找第一个磁盘头的MBR信息，并加载和执行MBR中的Bootloader程序，若第一个磁盘不存在MBR，则会继续查找第二个磁盘(PS：启动顺序可以在BIOS的界面中进行设置)，一旦BootLoader程序被检测并加载内存中，BIOS就将控制权交接给了BootLoader程序。

MBR

MBR(Master Boot Record)，主引导记录，MBR存储于磁盘的头部，大小为512bytes，其中，446bytes用于存储BootLoader程序，64bytes用于存储分区表信息，最后2bytes用于MBR的有效性检查。

GRUB

GRUB(Grand Unified Bootloader)，多系统启动程序，其执行过程可分为三个步骤：

Stage1：这个其实就是MBR，它的主要工作就是查找并加载第二段Bootloader程序(stage2)，但系统在没启动时，MBR根本找不到文件系统，也就找不到stage2所存放的位置，因此，就有了stage1_5

Stage1_5：该步骤就是为了识别文件系统

Stage2：GRUB程序会根据/boot/grub/grub.conf文件查找Kernel的信息，然后开始加载Kernel程序，当Kernel程序被检测并在加载到内存中，GRUB就将控制权交接给了Kernel程序。

PS：实际上这个步骤/boot还没被挂载，GRUB直接识别grub所在磁盘的文件系统，所以实际上应该是/grub/grub.conf文件，该配置文件的信息如下：

　grub.conf：　

#boot=/dev/sda

　　　　default=0 #设定默认启动的title的编号，从0开始

　　　　timeout=5 #等待用户选择的超时时间

　　　　splashimage=(hd0,0)/boot/grub/splash.xpm.gz #GRUB的背景图片

　　　　hiddenmenu #隐藏菜单

　　　　title CentOS (2.6.18-194.el5PAE) #内核标题

　　　　　　　　root (hd0,0) #内核文件所在的设备

　　　　　　　　kernel /vmlinuz-2.6.18-194.el5PAE ro root=LABEL=/ #内核文件路径以及传递给内核的参数

　　　　　　　　initrd /initrd-2.6.18-194.el5PAE.img #ramdisk文件路径

内核的启动Kernel

内核文件都是以一种自解压的压缩格式存储以节省空间，它与一个初始化的内存映像和存储设备映射表都存储于 /boot目录之下。在选定的内核加载到内存中并开始执行后，在其进行任何工作之前，内核文件首先必须从压缩格式解压自身。一旦内核自解压完成，则加载 systemd 进程（其是老式 System V 系统的 init 程序的替代品)，并转移控制权到 systemd。

这就是引导过程的结束。此刻，Linux 内核和 systemd 处于运行状态，但是由于没有其他任何程序在执行，故其不能执行任何有关用户的功能性任务。

Init

操作系统启动，就是正常的加载操作系统。启动过程紧随引导过程之后，启动过程使 Linux 系统进入可操作状态，并能够执行用户功能性任务。

Runlevel

runlevel，运行级别，不同的级别会启动的服务不一样，init会根据定义的级别去执行相应目录下的脚本，Linux的启动级别分为以下几种

以上几步，就是Linux系统启动的过程，如果有什么地方不了解，可以再下面评论和留言。大家一起来谈论Linux系统，玩转Linux系统，让我们的知识架构更加进一步。