linux系统流程

通电->BIOS->MBR->GRUB->Kernel->/sbin/init->Runlevel

1、加电

电脑启动后，CPU逻辑电路被设计为只能运行内存中的程序，没有能力直接运行存在于软盘或硬盘中的操作系统，如果想要运行，必须要加载到内存（RAM）中。

• BIOS是如何启动的，CPU硬件逻辑设计为在加电瞬间强行将CS值置为0XF000，IP为0XFFF0，这样CS:IP就指向0XFFFF0这个位置，这个位置正是BIOS程序的入口地址。
• BIOS程序被固化在计算机主机板上的一块很小的ROM芯片里。现在CS:IP已经指向了0XFFFF0这个位置，意味着BIOS开始启动。
  

2、BIOS

POST自检 +初始化设备

1、电脑主机打开电源的时候，随后会听到滴的一声，系统启动开始了开机自检（POST-power on self test）自检开始）：

• 这个过程中主要是检测计算机硬件设备比如：CPU，内存，主板，显卡，CMOS等设备是否有故障存在

2、初始化设备

有一项对启动操作系统至关重要的工作，那就是BIOS在内存中建立中断向量表和中断服务程序。

• BIOS程序在内存最开始的位置（0x00000）用1KB的内存空间（0x00000_{0x003FF）构建中断向量表，在紧挨着它的位置用256KB的内存空间构建BIOS数据区（0x00400}0x004FF），并在大约57KB以后得位置（0x0e05b）加载了8KB左右的与中断向量表相应的若干中断服务程序。
• 中断向量表有256个中断向量，每个中断向量占4个字节，其中两个字节是CS值，两个字节是IP值。每个中断向量都指向一个具体的中断服务程序。

为了启动操作系统，BIOS的runtime服务将搜索那些激活状态的或是可引导启动的设备，搜索的顺序则由CMOS设置决定（也就是我们平时所谓的在BIOS中设置的启动顺序）。一个软驱，一台光驱，一个硬盘上的分区，网络上的设备甚至一个usb 闪存盘都可以作为一个启动设备。

当然，linux通常是从硬盘启动的。硬盘上的MBR（主启动记录）包含有基本的boot loader，它是一个512字节大小的扇区，位于磁盘的第一个扇区（0磁头0磁道1扇区）。当MBR被装载到RAM中后，BIOS就会将控制权转交给MBR。

3、主引导记录（Master boot record，MBR）——如何找到操作系统？

按照BIOS所设定的系统启动流程，如果检测通过，则根据引导次序(Boot Sequence)开始在第一台设备上支持启动程序，我们的启动设备主要包括硬盘、USB、SD等，我们一般用的是硬盘，然后进行读取第一个设备就是硬盘，第一个要读去的就是该硬盘的主引导记录MBR（Master Boot Record），然后系统可以根据启动区安装的引导加载程序（Boot Loader）开始执行核心识别的工作。

主引导记录只有512个字节，它的主要作用是，告诉计算机到硬盘的哪一个位置去找操作系统。
主引导记录由三个部分组成：

• 第1-446字节：调用操作系统的机器码（boot loader）。
• 第447-510字节：分区表（Partition table）。
• 第511-512字节：主引导记录签名（0x55和0xAA）。

1、first stage

将控制权交给主引导代码（主boot loader）。主引导代码的任务包括

• 扫描分区表，找到一个激活(可引导)分区；
• 找到激活分区的起始扇区；
• 将激活分区的引导扇区装载到内存7C00处；
• 将控制权交给引导扇区代码；

4、GRUB（次引导加载程序）->Kernel

2、second stage
一旦找到该分区（用户选择要加载的内核之后），它就会搜索第二个阶段引导加载程序。例如：GRUB，并将其加载到内存中。次引导加载程序（GRUB）就会根据/boot/grub.conf配置文件中所设置的信息，从/boot/所在的分区上读取Linux内核映像，然后把内核映像加载到内存中并把控制权交给Linux内核。

引导加载程序所选的内核映像，并将控制权给内核。由于内核是被压缩过的，所以首要任务就是先进行内核解压。在此之后，检查和分析系统硬件并初始化内核中内置的硬件设备驱动程序。

linux内核获得控制权之后的操作：

• 1、解压缩自己并安装必要驱动
• 2、初始化与文件系统相关的虚拟设备，LVM或RAID
• 3、装载根文件系统，挂在根目录下面
• 4、完成之后，linux在进程空间里面加载init程序，下面轮到init干活

5、sbin/init

内核被加载后，第一个运行的程序便是/sbin/init，该文件会读取/etc/inittab文件，并依据此文件来进行初始化工作。

除了启动系统之外，init还负责保持系统的运行和彻底关闭系统。它充当了所有非内核进程的“最后的管理者”，在必要时清理它们，并在用户登录和退出时重新启动用户登录服务。

6、Runlevel programs

当LINUX系统启动完成后，你会发现许多的服务进程也启动了，例如：“starting sendmail …. OK”. 这些服务程序都放在相应LINUX系统启动级别的文件夹下面。
Linux的运行等级设定如下：

• 0：关机

• 1：单用户模式

• 2：无网络支持的多用户模式

• 3：有网络支持的多用户模式

• 4：保留，未使用

• 5：有网络支持有X-Window支持的多用户模式

• 6：重新引导系统，即重启

参考

1、https://blog.csdn.net/gatieme/article/details/50914250
2、https://blog.csdn.net/zzq060143/article/details/73870806