### Linux系统启动过程详解
#### 一、BIOS与自检阶段
Linux系统的启动始于**基本输入输出系统（BIOS）**。BIOS是计算机硬件的一部分，存储在ROM芯片上，负责在系统加电后执行一系列初始化操作。BIOS进行**加电自检（POST，Power On Self Test）**，检查硬件设备是否正常工作，如内存、硬盘、键盘等，确保系统的基本硬件组件处于可操作状态。
#### 二、MBR与Bootloader
完成自检后，BIOS读取主引导记录（MBR）——硬盘的第一个扇区（512字节），通常位于逻辑地址0xFFFF0处。MBR包含了**主引导程序**，负责加载操作系统内核。在这个阶段，两个常见的Bootloader——**GRUB**和**LILO**起到了关键作用。
##### GRUB与LILO的区别：
- **GRUB**（GRand Unified Bootloader）支持多操作系统环境，提供图形化菜单选择不同的操作系统或内核版本。
- **LILO**（LInux LOader）较旧，功能相对简单，主要用于单个Linux内核的加载。
GRUB和LILO都会将操作系统内核从硬盘复制到RAM中，但GRUB提供了更多的灵活性和控制选项，例如在多操作系统环境中选择启动顺序和参数。
#### 三、内核加载与解压
当Bootloader成功读取MBR并启动后，它会加载Linux内核。现代Linux内核通常被压缩存储，在加载时会被解压。例如，使用`bzImage`格式的内核，其大小通常小于512KB。解压后的内核被放置在RAM中，准备运行。
#### 四、Init进程与初始化
一旦内核被加载并解压，系统启动进入下一个关键阶段：创建第一个用户空间进程——**init**。这个进程的PID为1，是所有其他用户空间进程的父进程。在Unix和Linux系统中，init进程根据`/etc/inittab`文件的配置执行系统初始化任务，包括设置运行级别、启动守护进程和服务、设置系统环境等。
##### 运行级别与服务启动：
Linux系统通过运行级别来确定系统启动后的状态。运行级别的设置主要通过`/etc/inittab`文件实现，不同的运行级别对应不同的系统状态，如单用户模式、多用户模式、完全图形界面等。在系统启动过程中，`init`进程会根据当前设定的运行级别执行相应的初始化脚本，这些脚本位于`/etc/rc.d/rcX.d`目录下，其中`X`代表运行级别的数字。
#### 五、系统初始化脚本
系统初始化脚本主要位于`/etc/rc.d/rc.sysinit`中，它负责执行以下任务：
- 设置系统环境变量，如`$PATH`。
- 检测并挂载根文件系统。
- 执行必要的硬件初始化和检测。
- 启动网络服务。
- 清理临时文件和锁文件。
在`/etc/rc.d/rc.sysinit`执行完成后，根据运行级别，系统会进一步执行`/etc/rc.d/rcX.d`下的脚本来启动相应服务。
#### 六、系统服务与守护进程
系统服务和守护进程是Linux系统的重要组成部分，它们提供了各种系统功能和应用服务。在系统启动过程中，`init`进程会根据`/etc/inittab`文件中的配置，启动或停止这些服务。每个服务通常由一个或多个脚本控制，这些脚本位于`/etc/rc.d/init.d`目录下，并链接到`/etc/rc.d/rcX.d`目录中，带有特定的前缀“K”或“S”。
- “K”开头的脚本用于停止服务。
- “S”开头的脚本用于启动服务。
脚本的执行顺序由其名称中的数字决定，较小的数字优先执行。
#### 结论
Linux系统的启动过程涉及多个层次和组件，从硬件初始化到内核加载，再到系统初始化和服务启动，每一步都是为了最终构建一个稳定、安全、高效的操作系统环境。理解这一过程对于深入掌握Linux系统管理至关重要。
