【概述】

Linux 系统的启动过程一般分为 4 个阶段：

BIOS 启动引导阶段
GRUB 启动引导阶段
内核阶段
1 号用户进程初始化阶段

这四个阶段具体过程细化如下图：

【BIOS 启动引导】

当计算机打开电源启动后，首先进行的是 BIOS 开机自检，当设备检测通过后，根据在 BIOS 中设置的启动顺序搜索启动驱动器，并获取第一个启动设备的代号，读取第一个启动设备的 MBR 的引导加载程序的启动信息，从 MBR 中装载启动引导管理器 GRUB 并启动引导管理

MBR 是引导扇区的前 512 字节，由 BIOS 预加载在 ROM 中，其中 446 字节用于存储 Boot Loader 程序，64 字节用于存储分区表信息，最后 2 字节用于 MBR 的有效性检查

【GRUB 启动引导】

大多数 Linux 发行版使用的引导加载程序有三种：GRUB、GRUB2、LILO，其中，GRUB2 是 CentOS 7 默认的引导加载程序

引导加载程序位于 /boot 目录下，用于将内核映像文件加载到内存中

【内核阶段】

内核是 OS 的核心，是系统启动时加载的第一个程序，系统启动内核时，会从 initrd.img 将所有必需驱动模块加载到 Linux 系统中，并运行 1 号程序

initrd.img 是一种基于内存的文件系统，启动过程中，系统在访问真正的根文件系统时，会先访问 initrd 文件系统

【1号用户进程初始化阶段】

init 进程

1 号进程，在 CentOS7 之前被称为 init 进程，在 CentOS7 之后被称为 systemed 进程，其是 Linux 上运行的第一个进程（PID 为 1）

该进程是系统所有进程的起点，其会去读取 /etc/inittab 下的配置文件，以运行 Linux 中的守护进程（daemon）

注：守护进程类似于 Windows 中的服务（service），是需要开机启动的程序

运行级别

不同的场合需要启动不同的程序，Linux 允许为不同的场合，分配不同的开机启动程序，这被称为运行级别（runlevel），即启动时根据运行级别，确定要运行的程序

Linux 系统有 7 个运行级别：

runlevel-0：系统停机状态，系统默认运行级别不能设为 0，否则不能正常启动
runlevel-1：单用户工作状态，root 权限用于系统维护，禁止远程登陆
runlevel-2：多用户状态（没有NFS）
runlevel-3：完全的多用户状态（有NFS），登陆后进入控制台命令行模式
runlevel-4：系统未使用，保留
runlevel-5：X11 控制台，登陆后进入图形 GUI 模式
runlevel-6：系统正常关闭并重启，默认运行级别不能设为 6，否则不能正常启动

系统初始化

在 init 的配置文件中，存在这么一行：si::sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit

它调用执行了 /etc/rc.d/rc.sysinit ，而 rc.sysinit 是一个 bash shell 的脚本，主要用于完成系统初始化的工作，rc.sysinit 是每一个运行级别都要首先运行的重要脚本

它主要完成需要优先执行的任务，比如：激活交换分区、检查磁盘、加载硬件模块等

终端建立

在 rc.sysinit 执行完毕后，会返回 init，此时基本系统环境已经设置好了，各种守护进程也已启动了，init 接下来会打开 6 个终端，以便用户登录系统

这 6 个终端窗口分别是 tty1~tty6，他们可以通过快捷键 Ctrl+Alt+F1~F6 来进行切换，默认登录的是第一个窗口，即 tty1

如果安装了图形界面，默认情况下是直接进入图形界面，此时可以通过快捷键 Ctrl+Alt+F1~F6 来进行切换进入其中一个命令窗口界面，当进入命令窗口界面后再返回图形界面只要通过快捷键 Ctrl+Alt+F7 即可返回

在 inittab 中通过以下命令定义了 6 个终端：

1:2345:respawn:/sbin/mingetty tty1
2:2345:respawn:/sbin/mingetty tty2
3:2345:respawn:/sbin/mingetty tty3
4:2345:respawn:/sbin/mingetty tty4
5:2345:respawn:/sbin/mingetty tty5
6:2345:respawn:/sbin/mingetty tty6

可以看出在 2、3、4、5 的运行级别中都将以 respawn 方式运行 mingetty 程序

该程序能打开终端、设置模式，同时它会显示一个文本登录界面，这个界面就是我们经常看到的登录界面，在界面中会提示用户输入用户名，而用户输入的用户将作为参数传给 login 程序来验证用户的身份

用户登录系统

对于运行级别为 5 的图形方式用户来说，登录是通过一个图形化的登录界面，登录成功后可以直接进入 KDE、Gnome 等窗口管理器

对于以文本方式登录的用户来说，当看到 mingetty 的登录界面时，就可以输入用户名和密码来登录系统

Linux 的账号验证程序是 login，login 会接收 mingetty 传来的用户名作为用户名参数，然后 login 会对用户名进行分析，如果不是 root 用户，且存在 /etc/nologin 文件，login 将输出 nologin 文件的内容，然后退出

需要说明的是，以文本方式登录通常用于系统维护时防止非 root 用户登录，这使得只有在 /etc/securetty 中登记了的终端才允许 root 用户登录，如果不存在这个文件，则 root 用户可以在任何终端上登录

Alex_McAvoy

Linux 系统启动过程