Linux系统启动过程浅析

经过老师的讲解以及查阅资料后，现对Linux系统启动做以浅析，仅是个人理解。

　　主要的步骤有以下几步：

第一步：Power On。用户按下电源开关的那一瞬间，叫Power On阶段 。在这个阶段，BIOS检查电脑上一些硬件的状态及存储在CMOS中的设置。CMOS是南桥里面的一个特殊区块，用来让BIOS存储用户设置（进BIOS中看到的选项）。北桥，南桥是主板上的芯片组，AMD的cpu不使用此种架构，北桥控制CPU和内存，南桥负责PCI,USB,VGA等外围设备。

第二步：BIOS加电自检。Power On阶段一开始，会进入BIOS的激活流程，BIOS是进本输入/输出系统的缩写，是在电脑没有访问磁盘前决定机器基本功能的软件，包含了控制键盘，显示屏，驱动器的代码。自检的作用是负责检测系统外围关键设备（如：CPU、内存、显卡、I/O、键盘鼠标等）是否正常。例如，最常见的是内存松动的情况，BIOS自检阶段会报错，系统就无法启动起来。

BIOS根据我们设置的启动顺序来启动系统，比如（软盘、硬盘、光盘等），以硬盘为例，BIOS读取硬盘第一个扇区，读取并执行MBR中的程序。

BIOS作用主要是：1>自检和初始化，检测主板硬件并通知开始执行。2>设置中断。3>加载操作系统，由BIOS转交给引导扇区，再有引导扇区跳到各分区激活相应操作系统。

第三步：读取MBR。MBR（Master Boot Record，主引导记录），在硬盘的第一个扇区，上一阶段BIOS将MBR加载到内存中执行。MBR共512Byte,分成三个部分BootLoader，Partition table和Magic Number。BootLoader是MBR用来存储开机管理程序的地方（grub,lilo等）。BootLoader执行加载扇区和志向kernel的功能。Magic Number永远填入"55AA",让BootLoader中的开机管理程序确认这个地方就是MBR。Centos6.6中BootLoader是Grub。

加载BootLoader。 当BIOS找到硬盘上的MBR后，控制权就交由BootLoader。GRUB是一个强悍的开机管理程序，支持多重开机管理。/boot/gurb目录可看到几个系统文件，主要是stage1,stage1_5，stage2这三种类型。stage1负责BIOS交给BootLoader时，载入开机管理程序，linux中是GRUB。stage1.5识别不同类型的文件系统，比如加载e2fs_stage1_5以后，就可以识别ext2格式。当stage1.5加载后，就赋予GRUB访问文件系统目录的权力，也就是说在开始找不到stage2,可以从文件系统中找到stage2的位置。stage2是GRUB最核心程序，操作系统的加载，新增参数，修改选项都由stage2负责。因此stage2不会太小，不可能放进MBR，只能放到文件系统中。而stage1.5提供识别不同文件系统的能力，真是巧妙的设计。当stage2执行时，会从现有文件系统中加载设置文件，/boot/grub/grub.conf配置文件。

第四步：内核启动。

根据/boot/grub/grub.conf配置文件中，根据内核路径，将内核解压至内存，至此，内核获得系统控制权，BootLoader退出。内核接管以后，会执行以下几个过程：

1>设备探测

2>驱动初始化

3>以只读方式挂载根文件系统（为了安全起见）

4>装在第一个进程init（PID:1)

第五部：初始化系统。 执行/sbin/init 最主要的功能就是准备软件执行的环境，包括系统的主机名、网络设定、语言、文件系统格式及其他服务的启动。所有动作都依据/etc/inittab来规划。

执行系统初始化脚本/etc/rc.d/rc.sysinit)对系统进行基本的配置，以读写方式挂载根文件系统及其它文件系统，到此系统算是基本运行起来了，后面需要进行运行级别的确定及相应服务的启动。

执行/etc/rc.d/rc脚本。该文件定义了服务启动的顺序是先K后S，而具体的每个运行级别的服务状态是放在/etc/rc.d/rc*.d（*=0~6）目录下，所有的文件均是指向/etc/init.d下相应文件的符号链接。rc.sysinit通过分析/etc/inittab文件来确定系统的启动级别，然后才去执行/etc/rc.d/rc*.d下的文件。

执行用户自定义引导程序/etc/rc.d/rc.local。其实当执行/etc/rc.d/rc3.d/S99local时，它就是在执行/etc/rc.d/rc.local。

第六步：登录。完成了系统所有的启动任务后，linux会启动终端或X-Window来等待用户登录。tty1,tty2,tty3...这表示在运行等级1，2，3，4的时候，都会执行"/sbin/mingetty"