Linux之从加电到shell
Linux启动过程大致分为以下几个阶段：
BIOS引导阶段：¶
- 当计算机接通电源或重启时，首先执行主板上的基本输入输出系统（BIOS）或统一可扩展固件接口（UEFI）固件。现在的BIOS/UEFI固件通常写在电子式可擦除可编程只读存储器（EEPROM）上，方便用户更新。
- BIOS/UEFI的主要任务是进行自我检测（POST，Power-On Self Test），测试和初始化CPU、RAM、直接存储器访问控制器（DMA）、芯片组、键盘、软盘、硬盘等设备，并寻找一个可启动的设备，通常按照BIOS设定的启动顺序查找，如硬盘、USB、光驱或网络引导。
MBR/EFI引导加载器阶段：¶
- 在现代Linux系统中，硬盘上的主引导记录（MBR）或UEFI固件使用的EFI系统分区中的引导加载程序（对于UEFI引导）会被加载到内存中执行。
- 对于Linux系统，这个引导加载程序通常是GRUB（Grand Unified Bootloader），它可以加载内核以及传递内核启动参数。
GRUB引导阶段：¶
- GRUB提供了菜单界面（如果配置了的话），允许用户选择要启动的操作系统版本、内核版本或进行其他高级设置（如内核命令行参数）。
- 用户选择或默认超时后，GRUB加载选定的Linux内核（通常是一个名为
vmlinuz的压缩内核映像）到内存中，并传递内核启动所需的参数（如根文件系统位置、启动模式等）。
Linux内核启动阶段：¶
- 内核开始解压和初始化自身，识别和配置系统硬件资源，建立内存管理、CPU调度机制，并挂载初始根文件系统（可能是一个RAM磁盘，即initrd或initramfs）。
- 内核继续启动必要的驱动程序，找到并挂载真正的根文件系统。
初始化进程启动阶段：¶
- 内核加载完成后，会启动第一个用户空间进程——init（现在在大多数现代Linux发行版中被systemd取代）。
- systemd或其他init系统开始执行一系列服务和脚本，这些脚本负责进一步的系统设置，包括挂载其它文件系统、启动网络服务、设置主机名等。
系统运行级别和多用户模式：¶
- 根据系统配置的运行级别（如runlevel 3表示多用户文本模式，runlevel 5可能表示带图形界面的多用户模式），init/systemd会启动相应的后台服务和守护进程。
- 如果系统配置为启动到命令行界面，init/systemd会启动getty程序（如mingetty）来监听各个tty终端，准备接受用户的登录请求。
用户登录阶段：¶
- 当用户通过键盘在tty终端或图形登录界面输入用户名和密码时，login程序验证用户身份并创建一个新的shell会话。
shell启动阶段：¶
- 验证成功后，login程序调用shell，如bash、zsh等，为用户提供一个交互式命令行界面。
- 用户最终看到shell提示符，这时就可以输入命令并开始与系统交互了。