前言

Linux的启动过程还是非常复杂的。学习启动过程可以加深对Linux有整体认识，从而对Linux的体系更加了解。字不如图，图不如视频。所以通过图的方式，来学习Linux启动过程。

1. 启动过程流程图

2. 对启动过程的解读

2.1 从BIOS—>内核解压并自检

当我们开机之后，主板上的BIOS芯片就会进行自检，自检完成之后，会加载MBR（主引导记录），主引导记录当中保存是启动引导程序， 在Linux当中，Linux的启动引导程序叫grub,grub保存在MBR里，是系统启动的主要引导程序，在MBR当中，通过这个引导程序来进行下一步的启动过程，这个时候会进行选择，有一个分支，如果服务器只有一个Linux，那么启动引导程序grub就会直接加载Linux内核，然后进行下一步的启动。如果计算机里不仅有Linux还有Windows，或者有两个不同版本的Linux，这个时候会进入多系统启动的状态，有一个列表，在里面去选。 这时会出现类似Windows的界面会让你选，虚拟机在启动的时候会有倒数五秒，在倒数五秒的时候按一下任意键盘，会出现选择界面，默认只有一个Linux系统，要是有多个可以在这里去选，到底启动哪一个，那么选定哪个操作系统就会加载这个操作系统所对应的内核，选的是Linux，就会加载Linux内核，选的是Windows，就加载Windows内核。如果有多个系统就会多一个选择界面。最终都会加载需要启动操作系统的内核。然后启动就会到下一步。内核是压缩的内核，内核本身就不大，如果不压缩会占用比较大的启动空间，所以把它做了一个压缩。所以会先在内存当中进行压缩进行解压缩，解压缩之后，内核会在做一次自检，bios会进行一次自检，内核在进行一次自检，如果是Linux，一般Linux信任的是内核自检，会把内核的自检过程记录在dmesg命令（输入可以看到启动自检过程的信息）当中，启动这个过程之后，内核加载之后，就需要内核去加载驱动。

2.2 从找到intramfs–>挂载真正的根目录

前言： 装虚拟机的时候是这样的，安装完Linux，所有的硬件内核直接就驱动了，然后就直接可以使用了。Windows：装完计算机，需要给每一个硬件安装驱动，然后才能使用，说明Windows装的单纯的操作系统。不附带任何驱动程序，如果想使用驱动，需要手工安装，当然Windows当中会集成一些简单的驱动，到那时绝大多数的驱动还是需要手动安装的，但是Linux不是，Linux的真实机安装和虚拟机安装是完全一样的。
内核只要安装完，所有的驱动都装在内核当中，内核通过服务器的硬件，来判断到底需要哪个驱动，会自动加载（练习用的虚拟机和真实机完全一样，都不需要手工安装驱动，只需要把内核装那，会自动帮你检测驱动。）这样有一个问题，如果把所有硬件的驱动都放在内核里，那么内核就会变得无比庞大。 解决方案是： 把常见得驱动放在内核里。把不常见的驱动，作为函数模块。把驱动写成一个程序，保存在硬盘里，一般放在硬盘的/lib/这个目录当中，是函数库的保存位置。 把他放进去，然后当我需要的时候内核直接去这里去读，把他拿出来就可以了。这样保证了我的内核不会太大。绝大多数的硬件驱动都不需要手工安装，Linux会自动进行识别。只有一种情况下，需要手工安装驱动，比如Linux内核当中没有包含这个硬件的驱动，比如说硬件太新了。当这个硬件发行的时候，内核早都出现了。所以有可能进行手工安装。但是大多数的程序，尤其是服务器上的硬件，都不需要手工安装驱动。也就是说内核解压自检完成之后，应该去/lib/下去读取这个驱动。读出来就可以加载了。
硬盘接口的驱动在硬盘里，内核需要去硬盘读取驱动，可是内核没有硬盘接口的驱动，进不去，这个问题该如何解决？？？ 我们的硬盘如果是IDE接口，IDE接口的驱动是直接在内存当中，就可以认识IDE硬盘，然后去找到/lib/目录然后拿出。但是我们现在绝大多数的计算机，我们的硬盘都是SATA接口的，或者SCSI接口（淘汰了）。SATA接口的硬盘，内核认为驱动不是必须的，所以他是作为模块放在/lib这个目录当中。这就是产生的问题： 我的内核必须要去/lib/当中读取出来SATA的这个驱动，才能识别硬盘，但是我既然没有识别硬盘，怎么去加载他的驱动那？？？SATA接口的这个驱动，是放在硬盘的/lib/目录下的，但是如果我没有这个驱动，是无法读取这个硬盘的，我也当然就无法打开/lib这个目录。
举个形象的栗子来说明这个问题： 如果进自己家的门，通过钥匙才能打开，但是那钥匙（相当于驱动，驱动就放在/lib/目录下），但是钥匙没有在身上（相当于内核没有驱动），而是把锁在了房间里面。请问如何进这个屋里？？？解决方法： 如果真要开房间就要找开锁公司，但是对Linux内核，也是用类似的办法。他在我们的启动分区当中，有一个initamfs文件系统，这个文件系统模拟了一个跟硬盘基本相似的这个结构，然后那内核先加载他，通过它把基本的常见驱动，加载到内核里，也就是说SATA的这个驱动，没有直接再从/lib/下去调，而是从这个假的文件系统里面去调，内核加载了它之后，才建立仿真目录，然后才能去加载真正的硬盘分区，才能读取剩余的其他驱动。也就是说有一个假的根目录，这个根目录当中保存了硬盘上必须的这些驱动。把这个加载到内核里，内核就可以去调用真正的硬盘。相当于找开锁公司，配了把假钥匙，拿这个假钥匙就能打开门，能取出真钥匙，才能读取后续的命令。
这时还会有疑问： Initramfs文件是放在/boot目录下，那/boot/不也在硬盘上吗？内核居然没法加载/lib/,当然也无法加载/boot？？？ /boot这个分区不是由内核直接加载的，而是由启动引导程序事先就已经读取出来的。 /boot目录整个就是启动分区，所以启动引导程序默认是可以识别boot分区的，所以不存在驱动这样的一个过程。

2.2.1 查看initramfs文件

开始实验：

（1）打开这个initramfs内存文件系统，看一下里面有什么

小提示：

cpio命令在rpm包安装的时候使用过，cpio –ivcdu < 文件 就可以读取里面的内容，会把这个文件解压缩。bin、dev、etc、lib目录，绝大多数的驱动都在这，跟真正的根目录有些相似，也就是说是利用这个文件，模拟一个跟根差不多的目录，主要的目的是为了加载这个文件当中，lib下的这些驱动。
上面的查看initramfs文件的过程是手工进行解压的过程，在真正启动的时候，这个解压过程应该在内存当中直接进行的，建立仿真目录，里面有硬件的驱动。然后就可以读取真正的硬盘上的驱动了，就可以读取真正的系统的硬盘了。然后就可以读取里面真正的根目录了。 到这个时候，这个仿真根目录的作用使命就结束了。

2.3 从/sbin/init到/etc/init/rcS.conf

读出来真正的系统硬盘空间。系统启动的第一个进程，通过它才可以进行后续的启动进程。然后调用了/etc/init/rcS.conf文件。

/etc/init/rcS.conf文件主要有两个功能：

第一个功能： 先调用/etc/rc.d/rc.sysinit这个文件，主要作用是进行Linux系统的初始化。 （没有这个文件的存在，系统是无法正常启动的，其实它只要正常加载，正常初始化，这时系统的基本功能就已经全部具备了。完成系统的基本启动。）
第二个功能是：然后再调用/etc/inittab，确定系统默认级别。 就是定义进入字符界面还是进入图形界面。（定义了运行级别之后那，需要把运行级别传到/etc/init/rc.conf这个配置文件，通过这个配置文件调用/etc/rc.d/rc,其实归根结底是调用/etc/rc[0-6].d这个目录。如果是字符界面，那就调用/etc/rc3.d这个目录下所有的程序，如果是图形界面，那就调用/etc/rc5.d当中的所有程序。）

小总结：

（1）读出来之后继续调用/sbin/init这个文件，这个命令。init是系统启动的第一个进程，是所有其余进程的父进程，在centos 5.x当中，他的作用会远比现在还要大，现在作用稍微消弱了。但还是系统启动的第一个进程。
（2）也就是说/etc/init/rcS.conf有两个功能，第一进行系统的初始化，系统初始化完成之后，操作系统的基本功能就具备了。但是这只是它的最基本功能，要想正常使用，需要确定系统是进入的字符界面还是图形界面，如果进入的是不同的界面，还需要启动对应的附加程序才可以完成整个系统的启动。

2.4 从/etc/inittab到进入系统

从/etc/inittab经过调用，运行级别参数传入/etc/rc.d/rc这个脚本之后，由这个脚本我呢见按照不同的级别启动/etc/rc[0-6].d/目录中的相应的程序。如果级别为3，进入cd /etc/rc3.d/ 字符界面的级别下，目录下都是执行文件。而且这些执行文件很特殊，很有规律，要么以K开头，要么以S开头的，K开头的对字符界面没有太大的作用，所以默认把他关了。S开头的一次启动，如果把这些程序都启动了，我的系统就进入了对应的字符界面级别。这些都是程序，全部都是命令，他们都是软连接（快捷方式）；

/etc/rc3.d/K??开头的文件 (??是数字)，会按照数字顺寻依次关闭
/etc/rc3.d/S??开头的文件 (??是数字)，会按照数字顺序依次启动

（1）查看/etc/rc3.d文件
在登录界面之前还会调用，/etc/rc.d/rc.local（服务管理涉及过）文件，只要把这个命令写到这个文件里，在开机的时候都会执行一遍。为什么再开机是都会执行一遍那？？？按照启动顺序，在登录之前，会把这个文件当中所有的命令都会执行一遍，所以可以把服务的启动命令写在这里。然后登录进入系统。注意： 如果是图形界面，/etc/rc.d/rc.local这一步执行完之后，还要进行一系列操作，这里主要指的是启动了图形界面的Xserver和图形界面的Xclient程序，依次启动之后才可以起。

3. 总结

（1） 从BIOS自检，到加载内核，到加载驱动，到加载运行级别，一系列的启动过程，完成的启动过程。
（2） 重点理解加载驱动的过程，initramfs文件的功能（内核通过它获取常见的驱动，同时包括SATA硬盘接口的驱动，然后才能进入硬盘，读取真正的根目录）
（3） 如果启动级别是5，进入的图形界面，那么/etc/rc.d/rc.local这一步执行完之后，还要进行一系列操作，这里主要指的是启动了图形界面的Xserver和图形界面的Xclient程序，依次启动之后才可以启动图形界面。
（4） 图形界面对服务器来讲用处不大，不建议去使用图形界面。

4. 补充 /etc/rc.d/rc.sysinit初始化

/etc/rc.d/rc.sysinit初始化了哪些东西那？？？

获得网络环境
挂载设备
开机启动画面Plymouth
判断是否启用SELinux
显示开机过程中的欢迎画面
初始化硬件
用户自定义模块的加载
配置内核的参数
设置主机名
同步存储器
设备映射器及相关的初始化
初始化软件磁盘阵列（RAID）
初始化LVM的文件系统功能
检验磁盘文件系统（fsck）
设置磁盘配额（quota）
重新以可读写模式挂载系统磁盘
更新quota（非必要）
启动系统虚拟随机数生成器
配置机器（非必要）
清除开机过程当中的临时文件
创建ICE目录
启动交换分区（swap）
将开机信息写入/var/log/dmesg文件中

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