linux开机流程详解

开机流程概述

加载 BIOS 的硬件信息并进行自我测试，并依据讴定取得第一个可开机的装置；

读取并执行第一个开机装置内 MBR 的 boot Loader (亦即是 grub, spfdisk 等程序)；

依据 boot loader 的设定加载 Kernel ，Kernel 会开始侦测硬件与加载驱动程序；

在硬件驱动成功后，Kernel 会主动呼叫 init 程序，而 init 会取得 run-level 信息；

init 执行 /etc/rc.d/rc.sysinit 档案来准备软件执行的作业环境 (如网络、时区等)；

init 执行 run-level 的各个服务之启动 (script 方式)；

init 执行 /etc/rc.d/rc.local 档案；

init 执行终端机仿真程序 mingetty 来启动 login 程序，最后就等待用户登入啦；

开机管理程序（Boot Loader）

用来管理内核档案的加载。这个装置装在开机装置的第一扇区，也即是MBR（Master Boot Record, 主要启动记录区）

问题：

(1)必须要使用自己的 loader 才能够加载属亍自己的操作系统核心

(2)系统的 MBR 叧有一个，那你怎么会有办法同时在一部主机上面安装 Windows 不 Linux 呢

其实每个文件系统 (filesystem, 或者是 partition) 都会保留一块启动扇区 (boot sector) 提供操作系统安装 boot loader ， 而通常操作系统默认都会安装一份loader 到他根目录所在的文件系统的 boot sector 上。如果我们在一部主机上面安装 Windows 不 Linux 后，该 boot sector, boot loader 与 MBR 的相关性会有点像下图：



在 Linux 系统安装时，你可以选择将 boot loader 安装到 MBR 去，也可以选择不安装。 如果选择安装到 MBR 的话，那理讳上你在 MBR 与 boot sector 都会保有一份 boot loader 程序的。 至于 Windows 安装时，他预设会主动的将 MBR 不 boot sector 都装上一份 boot loader！所以， 你会发现安装多重操作系统时，你的 MBR 常常会被不同的操作系统的 boot loader 所覆盖。

boot loader 主要的功能如下：

1. 提供选单：用户可以选择丌同的开机项目，这也是多重引导的重要功能！

2. 载入核心档案：直接指向可开机的程序区段来开始操作系统；

3. 转交其他 loader：将开机管理功能转交给其他 loader 负责。

而由于具有控制权转交的功能，因此我们可以加载其他 boot sector 内的 loader ！不过 Windows 的 loader 预设不具有控制权转交的功能，因此你不能使用 Windows 的 loader 来加载 Linux 的 loader ！这也是为什么 MBR 多重引导时，会特别强调先装 Windows 再装 Linux 的缘故。

initrd虚拟文件系统档案

虚拟文件系统 (Initial RAM Disk) 一般使用的档名为 /boot/initrd ，这个档案的特色是，他也能够透过 boot loader 来加载到内存中， 然后这个档案会被解压缩并且在内存当中仿真成一个根目录， 且此仿真在内存当中的文件系统能够提供一支可执行的程序，透过该程序来加载开机过程中所最需要的核心模块， 通常这些模块就是 USB, RAID, LVM, SCSI 等文件系统与磁盘接口的驱动程序！等载入完成后， 会帮核心重新呼叫 /sbin/init 来开始后续的正常开机流程。



如上图所示，boot loader 可以加载 kernel 不 initrd ，然后在内存中让 initrd 解压缩成为根目录， kernel 就能够借此加载适当的驱动程序，最终释放虚拟文件系统，并挂载实际的根目录文件系统， 就能够开始后续的正常开机流程。

init及其配置文件/etc/inittab(除ubuntu)与runlevel

主机硬件准备就绪后，核心会主动呼叫第一支程序init

runlevel的7个等级：

0 - halt (系统直接关机)

1 - single user mode (单人维护模式，用在系统出问题时的维护)

2 - Multi-user, without NFS (类似底下的 runlevel 3，但无 NFS 服务)

3 - Full multi-user mode (完整含有网络功能的纯文本模式)

4 - unused (系统保留功能)

5 - X11 (不 runlevel 3 类似，但加载使用 X Window)

6 - reboot (重新启动)