经过对Linux系统有了一定了解和熟悉后，想对其更深层次的东西做进一步探究。这当中就包括系统的启动流程、文件系统的组成结构、基于动态库和静态库的程序在执行时的优缺、协议栈的构架和原理、驱动程序的机制等等。
笔者在综合了现有网上你们智慧的基础上，结合对Linux2.6.32的内核代码的细读，基于CentOS6.0系统对Linux的启动流程做了些剖析。
对于一台安装了Linux系统的主机来说，当用户按下开机按键时，一共要经历以下几个过程，如图：
其中，每位过程都执行了自己该做的初始化部份的事情，有些过程又可分为好几个子过程。接出来，我们就对每位阶段做一个详尽剖析和讲解。
BIOS自检
稍有计算机基础的人都应当听过BIOS(BasicInput/OutputSystem)，又称基本输入输出系统，可以视为是一个永久地记录在ROM中的一个软件，是操作系统输入输出管理系统的一部份。初期的BIOS芯片确实是”只读”的linux移植，上面的内容是用一种烧写器写入的，一旦写入就不能修改，除非更换芯片。现今的主机板都使用一种叫FlashEPROM的芯片来储存系统BIOS，上面的内容可通过使用显卡厂商提供的擦写程序擦除后重新写入，这样就给用户升级BIOS提供了极大的便捷。
BIOS的功能由两部份组成，分别是POST码和Runtime服务。POST阶段完成后它将从储存器中被消除linux 按顺序 英文，而Runtime服务会被仍然保留，用于目标操作系统的启动。BIOS两个阶段所做的详尽工作如下：
步骤1：上电自检POST(Power-onselftest)，主要负责监测系统外围关键设备（如：CPU、内存、显卡、I/O、键盘滑鼠等）是否正常。比如，最常见的是显存松动的情况，BIOS自检阶段会报错，系统就没法启动上去；
步骤2：步骤1成功后，便会执行一段小程序拿来枚举本地设备并对其初始化。这一步主要是依据我们在BIOS中设置的系统启动次序来搜索用于启动系统的驱动器，如硬碟、光盘、U盘、软盘和网路等。我们以硬碟启动为例，BIOS此时去读取硬碟驱动器的第一个磁道(MBR，512字节)，之后执行上面的代码。实际上这儿BIOS并不关心启动设备第一个磁道中是哪些内容，它只是负责读取该磁道内容、并执行。
至此，BIOS的任务就完成了，随后将系统启动的控制权移交到MBR部份的代码。
PS:在个人笔记本中，Linux的启动是从0xFFFF0地址开始的。
系统引导
我们首先来了解一下MBR，它是MasterBootRecord的简写。硬碟的0柱面、0盘片、1磁道称为主引导磁道。它由三个部份组成，主引导程序(Bootloader)、硬盘分区表DPT（DiskPartitiontable）和硬碟有效标志（55AA），其结布光如下所示：
c盘分区表包含以下三部份：
1）、PartitionID（5：延申82：Swap83：Linux8e：LVMfd：RAID）
2）、Partition起始磁柱
3）、Partition的磁柱数目
一般情况下，例如lilo、grub这种常见的引导程序都直接安装在MBR中。我们以grub为例来剖析这个引导过程。
grub引导也分为两个阶段stage1阶段和stage2阶段(有些较新的grub又定义了stage1.5阶段)。
1)、stage1：stage1是直接被写入到MBR中去的，这样机器一启动检查完硬件后，就将控制权交给了GRUB的代码。也就是上图所见到的前446个字节空间中储存的是stage1的代码。BIOS将stage1载入显存中0x7c00处并跳转执行。
stage1（/stage1/start.S）的任务十分单纯，仅仅是将硬碟0头0道2磁道读入显存。而0头0道2磁道内容是源代码中的/stage2/start.S，编译后512字节，它是stage2或则stage1_5的入口。而此时，stage1是没有辨识文件系统的能力的。假如觉得脑袋有些晕了，这么下边的过程就直接跳过，去看stage2吧！
【外传】定位硬碟的0头0道2磁道的过程：
BIOS将stage1载入显存0x7c00处并执行，之后调用BIOSINIT13中断，将硬碟0头0道2磁道内容载入显存0x7000处，之后调用copy_buffer将其转移到显存0x8000处。在定位0头0道2磁道时一般有两种轮询形式：LBA和CHS。假如你是刨根问底儿型的爱好者，这么此时去找谷哥寻问寻问这两种形式的来龙去脉吧。
2)、stage2：严格来说这儿还应当再分辨个stage1.5的，就一并把stage1.5置于这儿一起介绍了，免得你们看得心中乱哄哄的。好的，我们继续说0头0到2磁道的/stage2/start.S文件，当它的内容被读入到显存以后，它的主要作用就是负责将stage2或stage1.5从硬碟读到显存中。假如是stage2，它将被载入到0x820处；假如是stage1.5，它将被载入到0x2200处。这儿的stage2或则stage1_5不是/boot分区/boot/grub目录下的文件，由于这个时侯grub还没有能力辨识任何文件系统。
假如start.S加载stage1.5：stage1.5它储存在硬碟0头0道3磁道向后的位置，stage1_5作为stage1和stage2中间的桥梁，stage1_5有辨识文件系统的能力，随后grub才有能力去访问/boot分区/boot/grub目录下的stage2文件，将stage2载入显存并执行。
假如start.S加载stage2：同样，这个stage2也不是/boot分区/boot/grub目录下的stage2，这个时侯start.S读取的是储存在/boot分区BootSector的stage2。这些情况下就有一个限制：由于start.S通过BIOS中断方法直接对硬碟轮询（而非通过访问具体的文件系统），其轮询范围有限，限制在8GB以内。因而这些情况须要将/boot分区分在硬碟8GB轮询空间之前。
如果是情形2，我们将/boot/grub目录下的内容清空，仍然能成功启动grub；如果是情形1，将/boot/grub目录下stage2删掉后，则系统启动过程中grub会启动失败。
启动内核
当stage2被载入显存执行时，它首先会去解析grub的配置文件/boot/grub/grub.conf如何安装linux，之后加载内核镜像到显存中，并将控制权转交给内核。而内核会立刻初始化系统中各设备并做相关的配置工作，其中包括CPU、I/O、存储设备等。
关于Linux的设备驱动程序的加载，有一部份驱动程序直接被编译进内核镜像中，另一部份驱动程序则是以模块的方式置于initrd(ramdisk)中。
Linux内核须要适应多种不同的硬件构架，并且将所有的硬件驱动编入内核又是不实际的，但是内核也不可能每新出一种硬件结构，就将该硬件的设备驱动写入内核。实际上Linux的内核镜像仅是包含了基本的硬件驱动，在系统安装过程中会检查系统硬件信息，按照安装信息和系统硬件信息将一部份设备驱动写入initrd。这样在之后启动系统时，一部份设备驱动就置于initrd中来加载。这儿有必要给你们再多介绍一下initrd这个东东：
initrd的中文含意是bootloaderinitializedRAMdisk，就是由bootloader初始化的显存盘。在linu2.6内核启动前，bootloader会将储存介质中的initrd文件加载到显存，内核启动时会在访问真正的根文件系统前先访问该显存中的initrd文件系统。在bootloader配置了initrd的情况下，内核启动被分成了两个阶段，第一阶段先执行initrd文件系统中的init，完成加载驱动模块等任务，第二阶段就会执行真正的根文件系统中的/sbin/init进程。
另外一个概念：initramfs
initramfs是在kernel2.5中引入的技术，实际上它的涵义就是：在内核镜像中附加一个cpio包，这个cpio包中包含了一个大型的文件系统，当内核启动时，内核将这个cpio包解开，而且将其中包含的文件系统释放到rootfs中，内核中的一部份初始化代码会放在这个文件系统中，作为用户层进程来执行。这样带来的显著的益处是精简了内核的初始化代码，并且促使内核的初始化过程更容易订制。
困惑的是：我的内核是2.6.32-71.el6.i686版本，但在我的/boot分区下边却存在的是/boot/initramfs-2.6.32-71.el6.i686.img类型的文件，没搞明白，还望高手解惑。我只晓得在2.6内核中支持两种格式的initrd，一种是2.4内核的文件系统镜像image-initrd，一种是cpio格式。接出来我们就来探究一下initramfs-2.6.32-71.el6.i686.img里究竟放了这些东西。
在tmp文件夹中解压initrd.img里的内容：
假如initrd.img文件的格式显示为“initrd.img:ISO9660CD-ROMfilesystemdata”，则可直接输入命令“mount-oloopinitrd.img/mnt/test”进行挂载。
通过上的剖析和我们的验证，我们确实得到了这样的推论：
grub的stage2将initrd加载到显存里，让后将其中的内容释放到内容中，内核便去执行initrd中的init脚本，这时内核将控制权交给了init文件处理。我们简单浏览一下init脚本的内容，发觉它也主要是加载各类储存介质相关的设备驱动程序。当所需的驱动程序加载完后，会创建一个根设备，之后将根文件系统rootfs以只读的形式挂载。这一步结束后，释放未使用的显存，转换到真正的根文件系统里面去，同时运行/sbin/init程序，执行系统的1号进程。随后系统的控制权就全权交给/sbin/init进程了。
初始化系统
经过千辛万苦的跋涉，我们总算接近黎明的曙光了。接出来就是最后一步了：初始化系统。/sbin/init进程是系统其他所有进程的父进程linux 按顺序 英文，当它接管了系统的控制权先以后，它首先会去读取/etc/inittab文件来执行相应的脚本进行系统初始化，如设置按键、字体，装载模块，设置网路等。主要包括以下工作：
1)、执行系统初始化脚本(/etc/rc.d/rc.sysinit)，对系统进行基本的配置，以读写方法挂载根文件系统及其它文件系统，到此系统算是基本运行上去了，前面须要进行运行级别的确定及相应服务的启动。rc.sysinit所做的事情(不同的Linux发行版，该文件可能有些差别)如下：
（1）获取网路环境与主机类型。首先会读取网路环境设置文件”/etc/sysconfig/network”，获取主机名称与默认网段等网路环境。
（2）测试与载入显存设备/proc及usb设备/sys。不仅/proc外，系统会主动测量是否有usb设备，并主动加载usb驱动，尝试载入usb文件系统。
（3）决定是否启动SELinux。
（4）插口设备的检查与即插即用（pnp）参数的测试。
（5）用户自定义模块的加载。用户可以再”/etc/sysconfig/modules/*.modules”加入自定义的模块，此时会加载到系统中。
（6）加载核心的相关设置。按”/etc/sysctl.conf”这个文件的设置值配置功能。
（7）设置系统时间（clock）。
（8）设置终端的控制台的字形。
（9）设置raid及LVM等硬碟功能。
（10）以形式查看检验c盘文件系统。
（11）进行c盘配额quota的转换。
（12）重新以读取模式载入系统c盘。
（13）启动quota功能。
（14）启动系统随机数设备（形成随机数功能）。
（15）清楚启动过程中的临时文件。
（16）将启动信息加载到”/var/log/dmesg”文件中。
当/etc/rc.d/rc.sysinit执行完后，系统就可以顺利工作了，只是还须要启动系统所须要的各类服务，这样主机才可以提供相关的网路和主机功能，因而便会执行下边的脚本。
2)、执行/etc/rc.d/rc脚本。该文件定义了服务启动的次序是先K后S，而具体的每位运行级别的服务状态是置于/etc/rc.d/rc*.d（*=0~6）目录下，所有的文件均是指向/etc/init.d下相应文件的符号链接。rc.sysinit通过剖析/etc/inittab文件来确定系统的启动级别，之后才去执行/etc/rc.d/rc*.d下的文件。
/etc/init.d->/etc/rc.d/init.d
/etc/rc->/etc/rc.d/rc
/etc/rc*.d->/etc/rc.d/rc*.d
/etc/rc.local->/etc/rc.d/rc.local
/etc/rc.sysinit->/etc/rc.d/rc.sysinit
也就是说，/etc目录下的init.d、rc、rc*.d、rc.local和rc.sysinit均是指向/etc/rc.d目录下相应文件和文件夹的符号链接。我们以启动级别3为例来简略说明一下。
/etc/rc.d/rc3.d目录，该目录下的内容全部都是以S或K开头的链接文件，都链接到”/etc/rc.d/init.d”目录下的各类shell脚本。S表示的是启动时须要start的服务内容，K表示死机时须要关掉的服务内容。/etc/rc.d/rc*.d中的系统服务会在系统后台启动，假如要对某个运行级别中的服务进行更具体的订制，通过chkconfig命令来操作，或则通过setup、ntsys、system-config-services来进行订制。假如我们须要自己降低启动的内容，可以在init.d目录中降低相关的shell脚本，之后在rc*.d目录中构建链接文件指向该shell脚本。这种shell脚本的启动或结束次序是由S或K字母前面的数字决定，数字越小的脚本越先执行。诸如，/etc/rc.d/rc3.d/S01sysstat就比/etc/rc.d/rc3.d/S99local先执行。
3)、执行用户自定义引导程序/etc/rc.d/rc.local。虽然当执行/etc/rc.d/rc3.d/S99local时，它就是在执行/etc/rc.d/rc.local。S9999local是指向rc.local的符号链接。就是通常来说，自定义的程序不须要执行前面所说的冗长的构建shell降低链接文件的步骤，只须要将命令置于rc.local上面就可以了，这个shell脚本就是保留给用户自定义启动内容的。
4)、完成了系统所有的启动任务后，linux会启动终端或X-Window来等待用户登入。tty1,tty2,tty3…这表示在运行等级1，2，3，4的时侯，就会执行”/sbin/mingetty”，并且执行了6个，所以linux会有6个纯文本终端，mingetty就是启动终端的命令。
不仅这6个之外都会执行”/etc/X11/prefdm-nodaemon”这个主要启动X-Window
至此，系统就启动完毕了。以上剖析不到的地方还请诸位大虾不吝见谅。
最后附上一张特别完整的系统启动流程图，适宜各个水平阶段的读者。
