Linux 开机启动过程？

封面图 • 2025-05-20 • Linux

Linux 系统的开机启动过程是一个复杂的多阶段流程，涉及硬件初始化、内核加载、系统服务启动等多个步骤。以下是 Linux 开机启动的主要过程及其详细说明：

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### 1. **BIOS/UEFI 引导**
   - **BIOS** 或 **UEFI** 是计算机的基本输入输出系统，负责在硬件层面进行初始化。
   - 当计算机通电后，BIOS/UEFI 首先会执行 **POST（Power-On Self Test）**，检查硬件是否正常工作（如内存、硬盘等）。
   - 如果硬件检测通过，BIOS/UEFI 会根据配置的启动顺序（通常存储在 CMOS 中）从指定设备（如硬盘、U盘或光驱）加载引导程序。

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### 2. **MBR/GPT 引导**
   - **MBR（Master Boot Record）** 或 **GPT（GUID Partition Table）** 是硬盘上的引导信息区域。
   - 如果使用 MBR，BIOS 会加载硬盘的第一个扇区（512 字节）中的 **主引导记录（MBR）**。
   - 如果使用 GPT，UEFI 会加载引导分区中的 EFI 文件。
   - 主引导记录中包含一个引导加载程序（如 GRUB 或 LILO），用于选择操作系统并加载内核。

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### 3. **引导加载程序（Bootloader）**
   - 引导加载程序是用户选择操作系统的界面，常见的有 GRUB 和 LILO。
   - 用户可以选择不同的操作系统或内核版本。
   - 引导加载程序会读取配置文件（如 `/boot/grub/grub.cfg` 或 `/etc/lilo.conf`），解析出需要加载的内核和参数。

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### 4. **内核加载**
   - 引导加载程序将指定的内核镜像（通常是 `/boot/vmlinuz` 或类似文件）加载到内存中，并传递必要的启动参数。
   - 启动参数通常包括根文件系统路径、驱动模块、调试选项等。
   - 内核加载完成后，它会接管系统控制权并开始初始化硬件设备。

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### 5. **初始化进程（Init Process）**
   - 内核完成初始化后，会启动第一个用户空间进程，即 **init 进程**。
   - 在传统的 SysVinit 系统中，`/sbin/init` 是默认的 init 程序。
   - 在现代系统中，许多发行版（如 Ubuntu、CentOS 7+）采用 systemd 作为 init 系统。
   - init 进程负责启动其他系统服务和进程。

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### 6. **Systemd 或 SysVinit 启动服务**
   - **Systemd**：
     - systemd 是一种现代的 init 系统，负责管理系统服务和进程。
     - 它通过解析 `/etc/systemd/system/default.target` 文件来确定默认运行级别（目标）。
     - 然后按照依赖关系启动所有相关服务。
   - **SysVinit**：
     - SysVinit 使用 `/etc/inittab` 文件来定义默认运行级别。
     - 它通过 `/etc/rc.d/` 目录下的脚本（如 `rc0.d`, `rc1.d` 等）按顺序启动服务。

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### 7. **登录提示**
   - 在所有服务启动完成后，系统会显示登录提示（图形界面或命令行界面）。
   - 用户可以输入用户名和密码以登录系统。

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### 8. **挂载根文件系统**
   - 在内核初始化过程中，根文件系统会被挂载为只读模式。
   - 在所有服务启动完成后，根文件系统会切换为可写模式，以便用户进行文件操作。

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### 总结
Linux 的开机启动过程可以概括为以下几个关键阶段：
1. BIOS/UEFI 初始化硬件。
2. 引导加载程序加载内核。
3. 内核初始化并启动 init 进程。
4. init 系统（Systemd 或 SysVinit）启动服务。
5. 显示登录界面，等待用户交互。

每个阶段都依赖于前一阶段的成功执行，因此任何一个环节出现问题都可能导致系统无法正常启动。