揭秘Linux启动的层层面纱,一文看懂从黑屏到界面的精彩之旅

从按下开机键到Linux系统界面显示，这中间究竟经历了怎样的过程?本文将为您一一揭开Linux启动的神秘面纱，详细剖析每个环节的工作原理，让你从内核出生到系统服务启动，一路见证这个过程的壮阔与精彩。

一、概述

Linux系统的启动过程大致可以分为以下几个阶段:

1. 上电自检(POST)
2. 基础输入输出系统(BIOS)
3. 主引导记录(MBR)和引导加载程序(GRUB)
4. 加载内核(Kernel)
5. 初始化init进程
6. 启动运行级别(Runlevel)

接下来，我们就一起走进每个阶段，深入探索其中的奥秘。

二、上电自检(POST)

上电后，首先是上电自检(Power-On Self-Test，POST)环节，主要工作是检查计算机硬件是否正常。

POST由主板上的BIOS芯片中的指令完成，它会逐一检查系统中的硬件设备，包括CPU、内存、硬盘等。

POST 工作流程如下：

• 当计算机加电时，BIOS 会首先进行加电自检 (POST)，检查计算机硬件是否正常工作，例如 CPU、内存、硬盘等。
• 如果硬件检测失败，BIOS 会发出警报或显示错误信息。
• 如果硬件检测成功，BIOS 会继续执行启动过程。

三、基础输入输出系统(BIOS)

BIOS 是英文 Basic Input/Output System 的缩写，中文意思是基本输入输出系统。它是一段固化到计算机主板上的程序， 它负责管理计算机最基本的硬件设备，例如键盘、鼠标、显示器、硬盘等，并引导操作系统，提供系统设置选项，负责管理电源 。

1、BIOS 的功能和作用

• 硬件检测和初始化，确保计算机硬件正常工作

  在计算机启动时，BIOS 会检测并初始化所有连接到主板的硬件设备，例如键盘、鼠标、显示器、硬盘等，确保这些设备能够正常工作。

• 引导操作系统

  BIOS 会从硬盘或其他启动设备中加载操作系统内核，并将其传递给操作系统进行启动。

• 提供系统设置选项

  BIOS 提供一些系统设置选项，例如启动顺序、日期和时间、硬件配置等，方便用户进行系统配置。

• 管理电源

  BIOS 可以控制计算机的电源状态，例如开机、关机、休眠等，方便用户进行电源管理。

2、 BIOS 的类型

• 传统 BIOS： 传统 BIOS 是使用 16 位代码编写的，它只支持 16 位 CPU 和 1MB 以下的内存。

• UEFI BIOS： UEFI BIOS 是使用 32 位或 64 位代码编写的，它支持 32 位或 64 位 CPU 和更大的内存。

3、BIOS 的工作流程

Step1， 加电自检 (POST)过程

BIOS 系统存储于主板的ROM芯片上，计算机在开机时，会最先读取该系统，然后会有一个加电自检过程(按下电源开关后，BIOS检查设备，可以听到“滴”的一声就说明设备正常)，这个过程其实就是检查CPU和内存，计算机最基本的组成单元(控制器、运算器和存储器)。

Step2， 加载 MBR

BIOS还有一个主要的功能就是存储了磁盘的启动顺序，BIOS会按照启动顺序去查找第一个磁盘头的MBR信息，并加载和执行MBR中的Bootloader程序&#x