简要来说,linux要完成启动,最重要的就是加载内核和根文件系统,而要加载内核,就要读取MBR中的bootloader,通过bootloader找到要加载的内核,同时在内存中加载initrd(虚拟磁盘)或initramfs(虚拟文件系统),然后通过之上的init脚本文件加载驱动模块,以只读方式挂载根文件系统,释放内存后以读写方式重新挂载根文件系统,并运行/sbin/init程序,init进程一旦启动,内核就将系统控制权交给它完成系统初始化等余下任务,直到系统完全启动。

    

第一阶段

自我检测(Power On Self Test):

  按下电源以后,CPU第一条指令指向BIOS芯片中的BIOS程序载入到内存运行,BIOS(Basic Input/Output System的缩写、中文:基本输入输出系统)程序运行起来后会识别检测各个硬件。

  

第二阶段:Boot Sequence

bios程序自检完成后会加载CMOS芯片中(随机存储器RAM)的BIOS设置信息(时间,密码,启动项等);

Boot Sequence(BIOS)为用户设定启动顺序由哪个设备启动计算机,如光盘驱动器、硬盘、软盘、USB U盘等, 按照Boot Sequence设定启动顺序,遍历设备的第0柱面第0磁道第1个扇区(也叫MBR),如果发现这个扇区0xAA559结束,则BIOS认为它是一个可引导扇区,进入第三阶段;否则再找下个下一个启动项中设置的下一个设备,直到找到为止;如果都没有BIOS会提示没有找到操作系统。


第三阶段:Boot Loader(启动加载器) 

当BIOS确定要启动哪个启动设备后,它会去加载设备第0柱面第0磁道第1个扇区中512字节内容程序到内存地址00000:7c00中,然后跳转到00000:7c00处将控制权交给这段代码,到此,计算机不再由BIOS中固有的程序来控制,变成了这一小段程序(446)执行掌控计算机进行下一步工作

MBR:

位于硬盘的0柱面、0磁头、第1扇区称为主引导扇区(也叫主引导记录MBR),大小为512字节

第一部分主引导程序(boot loader)占446个字节

第二部分区表信息占64字节(一个分区占16个字节,所以只能分4个主分区)

第三部分是magic numb占两个字节,校验MBR信息

 

 

 

Boot Loader中的程序不属于哪个操作系统,它只是为了让计算机引导操作系统(内核),所以只要这个程序能引导对应的操作系统,其实用哪个都无所谓。Boot Loader作用找到内核后将其加载到内存中,计算机不再由Boot Loader来掌管,

linux上常见的Boot Loader:

1.LILO

2.GRUB 

GRUB功能比较强大,很多linux都使用GRUB作为启动加载器,它既可以引导linux内核,也可以引导window

以下为grub的内容

[root@www ~]# cat /boot/grub/grub.conf 
# grub.conf generated by anaconda
#
# Note that you do not have to rerun grub after making changes to this file
# NOTICE:  You have a /boot partition.  This means that
#          all kernel and initrd paths are relative to /boot/, eg.
#          root (hd0,0)
#          kernel /vmlinuz-version ro root=/dev/mapper/VolGroup-lv_root
#          initrd /initrd-[generic-]version.img
#boot=/dev/sda
default=0   #默认启动的内核第一个
timeout=5   #超时时间
splashp_w_picpath=(hd0,0)/grub/splash.xpm.gz   #背景图
hiddenmenu
title CentOS 6 (2.6.32-573.el6.x86_64)  # 标题
root (hd0,0)
kernel /vmlinuz-2.6.32-573.el6.x86_64 ro root=/dev/mapper/VolGroup-lv_root rd_NO_LUKS LANG=en_US.UTF-8 rd_NO_MD rd_LVM_LV=VolGroup/lv_swap SYSFONT=latarcyrheb-sun16 crashkernel=auto rd_LVM_LV=VolGroup/lv_root  KEYBOARDTYPE=pc KEYTABLE=us rd_NO_DM rhgb quiet  #指定内核所在的目录 以只读方式 挂载根文件 设置语言为美国UTF-8 交换分区 ...
initrd /initramfs-2.6.32-573.el6.x86_64.img



第四阶段:Kernel

当Kernel被加载到内存中后它会进行自解压,并且运行起来以只读方式挂载文件系统,检测以及掌控各个硬件。其中kernel从grub启动接收到传递到的参数initrd /initramfs-2.6.32-573.el6.x86_64.img有何作用? 当内核启动运行后,它需要访问根文件系统,要访问根文件系统必须要加载根文件系统所在的设备,而这时根文件系统又没有挂载,要挂载根文件系统首先需要根文件系统的驱动程序,这是一个典型的先有鸡先有蛋的问题啊!为解决这个问题,GRUB在加载内核同时,也把initrd加载到内存中并运行,那么initr又起到了什么作用哪,其实initrd文件其实是一个虚拟的根文件系统,里面有bin、lib、lib64、sys、var、etc、sysroot、 dev、proc、tmp等根目录,它的功能就是内核与真正的根建立联系,内核通过它加载根文件系统的驱动程序,然后以读写方式挂载/etc/fstab中定义的内容,至此, 内核加载完成。

[root@www tmp]# pwd
/tmp
[root@www tmp]# ls
[root@www tmp]# cp /boot/initramfs-2.6.32-573.el6.x86_64.img ./   #拷贝到当前目录下
[root@www tmp]# zcat initramfs-2.6.32-573.el6.x86_64.img  | cpio -id     #解压
145377 blocks
[root@www tmp]# ls
bin                 emergency  initqueue-finished                   lib      pre-mount    proc     tmp
cmdline             etc        initqueue-settled                    lib64    pre-pivot    sbin     usr
dev                 init       initqueue-timeout                    mount    pre-trigger  sys      var
dracut-004-388.el6  initqueue  initramfs-2.6.32-573.el6.x86_64.img  netroot  pre-udev     sysroot
[root@www tmp]#

第五阶段:运行/sbin/init

当系统内核启动完成以后,启动的第一个用户进程为/sbin/init,系统掌握权限交给/sbin/init,让执行系统初始化!

用户空间执行的程序有 /sbin/init-->/etc/inittab(设定默认级别) -->/etc/rc.d/rc.sysinit->/etc/rc3.d/S* (或者/etc/rc5.d/S* )-->/etc/rc.sysinit-->--> 设定默认运行级别 --> 系统初始化脚本 --> 关闭或启动对应级别下的服务 --> 启动终端