A. linux系統啟動的大致過程
Linux系統啟動的大致過程
Linux操作系統是基於UNIX操作系統發展而來的一種克隆系統，它誕生於1991 年的 [Linux桌面] 10 月5 日。下面我准備了關於Linux系統啟動的大致過程，提供給大家參考!
第一階段：BIOS啟動引導階段;
在該過程中實現硬體的.初始化以及查找啟動介質;
從MBR中裝載啟動引導管理器(GRUB)並運行該啟動引導管理
第二階段：GRUB啟動引導階段;
裝載stage1
裝載stage1.5
裝載stage2
讀取/boot/grub.conf文件並顯示啟動菜單;
裝載所選的kernel和initrd文件到內存中
第三階段：內核階段：
運行內核啟動參數;
解壓initrd文件並掛載initd文件系統，裝載必須的驅動;
掛載根文件系統
第四階段：Sys V init初始化階段：
啟動/sbin/init程序;
運行rc.sysinit腳本，設置系統環境，啟動swap分區，檢查和掛載文件系統;
讀取/etc/inittab文件，運行在/et/rc.d/rc<#>.d中定慶液義的不同運行級別的服務初始化腳本;
打開字清差睜符終端1-6號控制台/打開圖形顯示管理的7號控制台
同時在上述過程中各階段所需要讀取的文件和操作的對象：
BIOS啟動引導階段 GRUB啟答歲動引導階段 內核階段 /init/sysinit階段
====================================================================================
None /boot/grub/grub.conf /boot/vmlinuz- /etc/rc.d/rc.sysinit
/boot/grub/stage1_5 /boot/initrd- /etc/inittab
/boot/grub/stage2 /etc/rc.d/rc<#>.d
/etc/rc.d/init.d/*
;B. Linux操作系統部分的主要啟動流程:
Linux的啟動流程
1.
載入BIOS的硬體信息，並獲取第一個啟動設備的代號；
2.
讀取第一個啟動設備的MBR的引導載入程序（即lilo、grub、spfdisk等）的啟動信息；
3.
載入操作系統的核心信息，核心開始解壓，並嘗試驅動所有的硬體設備；
4.
核心執行init程序並獲得運行信息；
5.
init執行/etc/rc.d/rc.sysinit文件；
6.
啟動核心的外掛模塊（/etc/modprobe.conf）；
7.
init執行運行的各個批處理文件（Script）；
8.
init執行/etc/rc.d/rc.local文件；
9.
執行/bin/login程序，等待用戶登錄；
10.
登錄之後開始以shell控制主機。
以上是Linux啟動時各個載入程序的順序。
C. Linux（ bootloader）啟動操作系統過程
Linux Booting Process:
(1) BIOS
功能：執行計算機系統完整性檢測；通電自檢；搜索/載入/執行 boot loader程序。
一旦 boot loader 程序被探測到，並且載入到內存，BIOS會把控制權交給它。
(2) MBR
MBR位於引導盤（Bootable Disk）的第一個扇區（512B）。
通常是在 /dev/sda 或者 /dev/hda 。
注意：引導盤（bootable disk）和引導分區（bootable partition）的區別。
(3) GRUB
GRUB = Grand Unified Bootloader
如果在系統中安裝有多個內核鏡像，你可以選擇某一個被執行。
GRUB展示了一個啟動畫面，等待幾秒，如果你不輸入任何字元，它將會按照grub配置文件的規定載入默認的內核鏡像。
Grub配置文件在: /boot/grub/grub.conf
它包含了內核和initrd.img
(4) Kernal
(注意Kernal和kernel不一樣)
Kernal按照grub.conf文件的規定，掛載根文件系統。
一旦kernal啟動，它第一件事情就是執行：sbin/init 進程。
initrd是被kernel用做臨時根文件系統，直到Kernal掛載了根文件系統。
(5) INIT（Initilization）
根據 /etc/inittab 文件決定Linux運行層級，運行級別決定了哪個初始化程序（Initial Programs）被載入到啟動項。
(6) Run Level
根據你的運行級別的設定，操作系統會執行下來對應的文件夾下的程序：
Linux的7個運行級別（Run levels）:
標準的Linux運行級別為3或者5，如果是3的話，系統就在多用戶狀態；如果是5的話，則是運行著XWindow系統。不同的運行級別有著不同的用處，也應該根據自己的不同清晰來設置。例如，如果丟失了root口令，那麼可以讓機器啟動進入單用戶模式來設置。
如果是使用S（Start）開頭的程序，那麼是用在啟動的時候，
如果是使用K（Kill）開頭的程序，那麼是用在關機的時候。
D. linux啟動app命令
linux啟動app命令：做 Linux 嵌入式開發，經常會遇到要設置自己的應用程序在系統開機的時候自動啟動，並且一般情況我們不想安裝一些額外的軟體去實現此種需求。那麼直接根據當前系統自帶的默認的一些工具實現用戶軟體的開機自啟動。
本次測驗的系統環境為 Ubuntu 16.04 LTS，測試內容均得到正確的驗證，如果其他環境出現不一致的現象，請查閱相關的差異。
比如先要實現下面的應用程序的開機自啟動（實現的代碼最下面給出，有需要的可以查看）：
1. 應用程序的名稱：app.bin
2. 應用程序的保存路徑：/home/ubuntu/app/ 下
3. 應用程序的工作路徑：/home/ubuntu/app/ 下
E. Linux如何啟動流程Linux啟動流程詳解
當用戶打開電源後，BIOS開機自檢，確定啟動設備，安裝啟動設備，啟動設備上面安裝的GRUB開始引導Linux，Linux首先先進行內核引導，通過跟切換，執行init程序，init程序確定啟動級別，根據啟動級別進行系統初始化和運行的服務，然後返回init啟動終端，用戶通過驗證成功登陸Shell，這就是一個從開機到登陸的啟動過程。
一、硬體引導啟動
當用戶打開電源後POST開始自檢，檢測硬體設備是否確實或者存在故障（是否影響正常開機），如果不影響正常開機，就把任務交給BIOS。BIOS通過搜索，安裝啟動確定啟動設備，啟動項為硬碟，BIOS去讀取硬碟的前512位元組到內存，找到BootLoader,確定GRUB
二、GRUB引導啟動內核
這一部分概況起來就是：GRUB程序載入執行並開始引導kernel程序
Boot Loader就是在操作系統內核運行之前運行的一小段程序。通過GRUB引導可以確定內核程序，因為引導扇區只有446位元組，GRUB只是一個小的程序安裝在裡面，真正使用的在MBR後面的扇區存放，我們想使用Bootloader GRUB功能必須讀取後面的文件，Bootloader GRUB功能程序的運行和載入配置選項分為三個階段
Stage1階段：
Stage1階段其實就是執行系統安裝時預先寫入到MBR的Bootloader中的程序。
Stage1階段的任務僅是將硬碟0柱面0磁軌2扇區的內容讀入內存並執行，它是Stage1.5階段或Stage2階段的入口，引導進入Stage1.5階段或Stage2階段。 在此Stage1階段，還沒有識別文件系統的能力。
Stage1.5階段：
stage1.5階段是stage1階段和stage2階段的中間橋梁。stage1.5階段具有識別啟動分區文件系統的能力，此後GRUB程序便有能力去訪問/boot分區下/grub目錄下的 stage2文件，並將stage2載入內存執行。
Stage2階段
Stage2階段執行時，首先會解析GRUB程序的配置文件grub.conf，並依配置文件決定是否顯示系統啟動菜單。然後載入內核鏡像到內存中，通過initrd程序建立RAMDisk內存虛擬根文件系統。此時控制權將轉交給內核程序。
三、內核引導啟動
這一部分主要是通過在內存中建立虛擬根文件系統實現相關設備的驅動並建立和切換到真正的根文件系統。
解壓內核鏡像載入到內存，以及initrd程序建立RAMDisk內存虛擬根文件系統後，內核開始驅動基本硬體，並調用虛擬根文件系統中的init程序載入驅動模塊初始化系統中各種設備的相關配置工作，其中包括CPU、I/O、存儲設備等。當所需的驅動程序載入完後，會根據grub.conf配置文件中「root=XXX」部分所指定的內容創建一個根設備，然後將根文件系統以只讀的方式掛載，並切換到真正的根文件系統上，同時調用系統進程的/sbin/init程序，進入系統初始化階段。
四、系統初始化
這一步是通過/sbin/init,init程序准備軟體運行壞境，啟動系統服務
通過/etc/inittab文件確定運行級別，然後去執行系統初始化腳本/etc/rc.sysinit,為用戶初始化用戶空間環境，在完成初始化後，根據運行級別，系統開始對應級別的目錄啟動服務，關閉那些不要的服務（裡面S99local -> ../rc.local）用戶自動服務啟動腳本
運行級別：為系統運行或維護等目的而設定；0-6：7個級別
0：關機
1：單用戶模式(root自動登錄), single, 維護模式
2: 多用戶模式，啟動網路功能，但不會啟動NFS；維護模式
3：多用戶模式，正常模式；文本界面
4：預留級別；可同3級別
5：多用戶模式，正常模式；圖形界面
6：重啟
默認級別：3, 5
切換級別：init #
查看級別：runlevel ; who -r
五、啟動終端，用戶登錄
這一步是用戶登錄shell過程
如果沒有改變級別，默認情況執行/sbin/mingetty打開6個純文本終端，讓用戶輸入用戶名和密碼。輸入完成後，再調用login程序，核對密碼。如果密碼正確，就從文件 /etc/passwd 讀取該用戶指定的shell，然後啟動這個shell。更多Linux介紹請查看《Linux就該這么學》。
F. linux啟動過程步驟
這是一個非常復雜的過程，但是可以簡單的概括為如下幾個步驟，每一個步驟你可以構思一些巧妙的實現來加深體。
啟動第一步－－載入BIOS
當你打開計算機電源，計算機會首先載入BIOS信息，BIOS信息是如此的重要，以至於計算機必須在最開始就找到它。這是因為BIOS中包含了CPU的相關信息、設備啟動順序信息、硬碟信息、內存信息、時鍾信息、PnP特性等等。在此之後，計算機心裡就有譜了，知道應該去讀取哪個硬體設備了。
啟動第二步－－讀取MBR
眾所周知，硬碟上第0磁軌第一個扇區被稱為MBR，也就是Master Boot Record，即主引導記錄，它的大小是512位元組，別看地方不大，可裡面卻存放了預啟動信息、分區表信息。
系統找到BIOS所指定的硬碟的MBR後，就會將其復制到0x7c00地址所在的物理內存中。其實被復制到物理內存的內容就是Boot Loader，而具體到你的電腦，那就是lilo或者grub了。
啟動第三步－－Boot Loader
Boot Loader 就是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，我們可以初始化硬體設備、建立內存空間的映射圖，從而將系統的軟硬體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准備。
Boot Loader有若干種，其中Grub、Lilo和spfdisk是常見的Loader。
我們以Grub為例來講解吧，畢竟用lilo和spfdisk的人並不多。
系統讀取內存中的grub配置信息（一般為menu.lst或grub.lst），並依照此配置信息來啟動不同的操作系統。
啟動第四步－－載入內核
根據grub設定的內核映像所在路徑，系統讀取內存映像，並進行解壓縮操作。此時，屏幕一般會輸出「Uncompressing Linux」的提示。當解壓縮內核完成後，屏幕輸出「OK, booting the kernel」。
系統將解壓後的內核放置在內存之中，並調用start_kernel()函數來啟動一系列的初始化函數並初始化各種設備，完成Linux核心環境的建立。至此，Linux內核已經建立起來了，基於Linux的程序應該可以正常運行了。
啟動第五步－－用戶層init依據inittab文件來設定運行等級
內核被載入後，第一個運行的程序便是/sbin/init，該文件會讀取/etc/inittab文件，並依據此文件來進行初始化工作。
其實/etc/inittab文件最主要的作用就是設定Linux的運行等級，其設定形式是「：id:5:initdefault:」，這就表明Linux需要運行在等級5上。Linux的運行等級設定如下：
0：關機
1：單用戶模式
2：無網路支持的多用戶模式
3：有網路支持的多用戶模式
4：保留，未使用
5：有網路支持有X-Window支持的多用戶模式
6：重新引導系統，即重啟
關於/etc/inittab文件的學問，其實還有很多，在後序文章中設計到的，賣個關子，敬請期待，呵呵
啟動第六步－－init進程執行rc.sysinit
在設定了運行等級後，Linux系統執行的第一個用戶層文件就是/etc/rc.d/rc.sysinit腳本程序，它做的工作非常多，包括設定PATH、設定網路配置（/etc/sysconfig/network）、啟動swap分區、設定/proc等等。如果你有興趣，可以到/etc/rc.d中查看一下rc.sysinit文件，裡面的腳本夠你看幾天的:P
啟動第七步－－啟動內核模塊
具體是依據/etc/moles.conf文件或/etc/moles.d目錄下的文件來裝載內核模塊。
啟動第八步－－執行不同運行級別的腳本程序
根據運行級別的不同，系統會運行rc0.d到rc6.d中的相應的腳本程序，來完成相應的初始化工作和啟動相應的服務。
啟動第九步－－執行/etc/rc.d/rc.local
你如果打開了此文件，裡面有一句話，讀過之後，你就會對此命令的作用一目瞭然：
# This script will be executed *after* all the other init scripts.
# You can put your own initialization stuff in here if you don』t
# want to do the full Sys V style init stuff.
rc.local就是在一切初始化工作後，Linux留給用戶進行個性化的地方。你可以把你想設置和啟動的東西放到這里。
啟動第十步－－執行/bin/login程序，進入登錄狀態
此時，系統已經進入到了等待用戶輸入username和password的時候了，你已經可以用自己的帳號登入系統了。:)