接觸linux系統運維已經好幾年了，常常被問到linux系統啟動流程問題，剛好今天有空來梳理下這個過程：
一般來說，所有的作業系統的啟動流程基本就是：
總的來說，linux系統啟動流程可以簡單總結為以下幾步：
1）開機BIOS自檢，載入硬碟。
2）讀取MBR,進行MBR引導。
3）grub引導選單(Boot Loader)。
4）載入核心kernel。
5）啟動init程式，依據inittab檔案設定執行級別
6）init程式，執行rc.sysinit檔案。
7）啟動核心模組，執行不同級別的指令碼程式。
8）執行/etc/rc.d/rc.local
9）啟動mingetty，進入系統登陸介面。
linux系統安裝時，如果要想設定開啟啟動項，可以：
開機到BIOS提醒介面，按鍵F11（Dell伺服器的做法）進入BIOS設定BOOT MENU，繼而設定啟動項：硬碟HD啟動，光碟CD/DVD啟動，還是U盤USB啟動。
下面就linux作業系統的啟動過程做一詳細解析記錄：
載入核心
作業系統接管硬體以後，首先讀入 /boot 目錄下的核心檔案。
[root@bastion-IDC ~]# ll /boot/ total 21668 -rw-r--r--. 1 root root 105195 Nov 22 2013 config-2.6.32-431.el6.x86_64 drwxr-xr-x. 3 root root 1024 Aug 22 16:31 efi drwxr-xr-x. 2 root root 1024 Aug 22 16:32 grub -rw-------. 1 root root 15217153 Aug 22 16:32 initramfs-2.6.32-431.el6.x86_64.img drwx------. 2 root root 12288 Aug 22 16:24 lost+found -rw-r--r--. 1 root root 193758 Nov 22 2013 symvers-2.6.32-431.el6.x86_64.gz -rw-r--r--. 1 root root 2518236 Nov 22 2013 System.map-2.6.32-431.el6.x86_64 -rwxr-xr-x. 1 root root 4128368 Nov 22 2013 vmlinuz-2.6.32-431.el6.x86_64
啟動初始化程式
核心檔案載入以後，就開始執行第一個程式 /sbin/init，它的作用是初始化系統環境。
由於init是第一個執行的程式，它的程式編號（pid）就是1。其他所有程式都從它衍生，都是它的子程式。
確定執行級別
許多程式需要開機啟動。它們在Windows叫做"服務"（service），在Linux就叫做"守護程式"（daemon）。
init程式的一大任務，就是去執行這些開機啟動的程式。但是，不同的場合需要啟動不同的程式，比如用作伺服器時，需要啟動Apache，用作桌面就不需要。Linux允許為不同的場合，分配不同的開機啟動程式，這就叫做"執行級別"（runlevel）。也就是說，啟動時根據"執行級別"，確定要執行哪些程式。
Linux預置七種init執行級別（0-6）：
0：關機模式 （相當於poweroff）
1：單使用者模式（破解root密碼的方法：linux系統root密碼遺忘的情況下的解決辦法）
2：無網路支援的多使用者模式
3：有網路支援的多使用者模式（也就是文字模式，工作中最常用的模式）
4：保留，未使用
5：有網路支援的X-windows支援多使用者模式（也就是桌面圖形模式）
6: 重新引導系統，即重啟 （相當於reboot）
init程式首先讀取檔案 /etc/inittab，它是執行級別的設定檔案。
如果開啟它，可以看到第一行是這樣的：
[root@bastion-IDC ~]# cat /etc/inittab
....
id:3:initdefault:
initdefault的值是3，表明系統啟動時的執行級別為3。如果需要指定其他級別，可以手動修改這個值。
那麼，執行級別3有哪些什麼程式呢，系統怎麼知道每個級別應該載入哪些程式呢？
答案是每個執行級別在/etc目錄下面，都有一個對應的子目錄，指定要載入的程式。
/etc/rc0.d
/etc/rc1.d
/etc/rc2.d
/etc/rc3.d
/etc/rc4.d
/etc/rc5.d
/etc/rc6.d
上面目錄名中的"rc"，表示run command（執行程式），最後的d表示directory（目錄）。下面讓我們看看 /etc/rc3.d 目錄中到底指定了哪些程式。
[root@bastion-IDC ~]# ll /etc/rc3.d/ total 0 lrwxrwxrwx. 1 root root 19 Aug 22 16:30 K10saslauthd -> ../init.d/saslauthd lrwxrwxrwx. 1 root root 18 Aug 22 16:47 K15svnserve -> ../init.d/svnserve lrwxrwxrwx. 1 root root 15 Aug 23 16:21 K25squid -> ../init.d/squid lrwxrwxrwx. 1 root root 19 Dec 23 13:14 K45memcached -> ../init.d/memcached lrwxrwxrwx. 1 root root 20 Aug 22 16:30 K50netconsole -> ../init.d/netconsole lrwxrwxrwx. 1 root root 13 Dec 21 17:45 K60nfs -> ../init.d/nfs lrwxrwxrwx. 1 root root 20 Dec 21 17:45 K69rpcsvcgssd -> ../init.d/rpcsvcgssd lrwxrwxrwx. 1 root root 17 Nov 24 14:45 K75ntpdate -> ../init.d/ntpdate lrwxrwxrwx. 1 root root 20 Aug 22 16:31 K87multipathd -> ../init.d/multipathd lrwxrwxrwx. 1 root root 21 Aug 22 16:30 K87restorecond -> ../init.d/restorecond lrwxrwxrwx. 1 root root 15 Aug 22 16:30 K89rdisc -> ../init.d/rdisc lrwxrwxrwx. 1 root root 22 Aug 22 16:31 S02lvm2-monitor -> ../init.d/lvm2-monitor lrwxrwxrwx. 1 root root 16 Aug 22 16:31 S07iscsid -> ../init.d/iscsid lrwxrwxrwx. 1 root root 19 Aug 22 16:30 S08ip6tables -> ../init.d/ip6tables lrwxrwxrwx. 1 root root 18 Aug 22 16:30 S08iptables -> ../init.d/iptables lrwxrwxrwx. 1 root root 17 Aug 22 16:30 S10network -> ../init.d/network lrwxrwxrwx. 1 root root 16 Aug 22 16:31 S11auditd -> ../init.d/auditd lrwxrwxrwx. 1 root root 17 Aug 22 16:30 S12rsyslog -> ../init.d/rsyslog lrwxrwxrwx. 1 root root 15 Dec 21 17:45 S13iscsi -> ../init.d/iscsi lrwxrwxrwx. 1 root root 17 Dec 21 17:45 S13rpcbind -> ../init.d/rpcbind lrwxrwxrwx. 1 root root 17 Dec 21 17:45 S14nfslock -> ../init.d/nfslock lrwxrwxrwx. 1 root root 19 Aug 22 16:31 S15mdmonitor -> ../init.d/mdmonitor lrwxrwxrwx. 1 root root 17 Dec 21 17:45 S19rpcgssd -> ../init.d/rpcgssd lrwxrwxrwx. 1 root root 26 Aug 22 16:31 S25blk-availability -> ../init.d/blk-availability lrwxrwxrwx. 1 root root 15 Aug 22 16:30 S25netfs -> ../init.d/netfs lrwxrwxrwx. 1 root root 19 Aug 22 16:30 S26udev-post -> ../init.d/udev-post lrwxrwxrwx. 1 root root 18 Oct 25 11:49 S50onealert -> ../init.d/onealert lrwxrwxrwx. 1 root root 14 Aug 22 16:31 S55sshd -> ../init.d/sshd lrwxrwxrwx. 1 root root 16 Oct 26 09:47 S56xinetd -> ../init.d/xinetd lrwxrwxrwx. 1 root root 17 Aug 22 16:30 S80postfix -> ../init.d/postfix lrwxrwxrwx. 1 root root 15 Aug 22 16:30 S90crond -> ../init.d/crond lrwxrwxrwx. 1 root root 11 Aug 22 16:30 S99local -> ../rc.local
可以看到：
字母S表示Start，也就是啟動的意思（啟動指令碼的執行引數為start）
如果這個位置是字母K，就代表Kill（關閉），即如果從其他執行級別切換過來，需要關閉的程式（啟動指令碼的執行引數為stop）。
後面的兩位數字表示處理順序，數字越小越早處理，所以第一個啟動的程式是motd，然後是rpcbing、nfs......數字相同時，則按照程式名的字母順序啟動，所以rsyslog會先於sudo啟動。
這個目錄裡的所有檔案（除了README），就是啟動時要載入的程式。如果想增加或刪除某些程式，不建議手動修改 /etc/rcN.d 目錄，最好是用一些專門命令進行管理（參考這裡和這裡）。
載入開機啟動程式
前面提到，七種預設的"執行級別"各自有一個目錄，存放需要開機啟動的程式。不難想到，如果多個"執行級別"需要啟動同一個程式，那麼這個程式的啟動指令碼，就會在每一個目錄裡都有一個拷貝。這樣會造成管理上的困擾：如果要修改啟動指令碼，豈不是每個目錄都要改一遍？
Linux的解決辦法，就是七個 /etc/rcN.d 目錄裡列出的程式，都設為連結檔案，指向另外一個目錄 /etc/init.d ，真正的啟動指令碼都統一放在這個目錄中。init程式逐一載入開機啟動程式，其實就是執行這個目錄裡的啟動指令碼。
下面就是連結檔案真正的指向
[root@bastion-IDC ~]# ls -l /etc/rc3.d lrwxrwxrwx. 1 root root 10 Aug 22 16:30 /etc/rc3.d -> rc.d/rc3.d
這樣做的另一個好處，就是如果你要手動關閉或重啟某個程式，直接到目錄 /etc/init.d 中尋找啟動指令碼即可。
比如，我要重啟iptables伺服器，就執行下面的命令：
[root@bastion-IDC ~]# /etc/init.d/iptables restart
/etc/init.d 這個目錄名最後一個字母d，是directory的意思，表示這是一個目錄，用來與程式 /etc/init 區分。
使用者登入
開機啟動程式載入完畢以後，就要讓使用者登入了。
一般來說，使用者的登入方式有三種：命令列登入、ssh登入、圖形介面登入。這三種情況，都有自己的方式對使用者進行認證。
1）命令列登入：init程式呼叫getty程式（意為get teletype），讓使用者輸入使用者名稱和密碼。輸入完成後，再呼叫login程式，核對密碼（Debian還會再多執行一個身份核對程式/etc/pam.d/login）。如果密碼正確，就從檔案 /etc/passwd 讀取該使用者指定的shell，然後啟動這個shell。
2）ssh登入：這時系統呼叫sshd程式（Debian還會再執行/etc/pam.d/ssh ），取代getty和login，然後啟動shell。
3）圖形介面登入：init程式呼叫顯示管理器，Gnome圖形介面對應的顯示管理器為gdm（GNOME Display Manager），然後使用者輸入使用者名稱和密碼。如果密碼正確，就讀取/etc/gdm3/Xsession，啟動使用者的會話。
進入 login shell
所謂shell，簡單說就是命令列介面，讓使用者可以直接與作業系統對話。使用者登入時開啟的shell，就叫做login shell。
Linuix預設的shell是Bash，它會讀入一系列的配置檔案。上一步的三種情況，在這一步的處理，也存在差異。
1）命令列登入：首先讀入 /etc/profile，這是對所有使用者都有效的配置；然後依次尋找下面三個檔案，這是針對當前使用者的配置。
~/.bash_profile
~/.bash_login
~/.profile
需要注意的是，這三個檔案只要有一個存在，就不再讀入後面的檔案了。比如，要是 ~/.bash_profile 存在，就不會再讀入後面兩個檔案了。
2）ssh登入：與第一種情況完全相同。
3）圖形介面登入：只載入 /etc/profile 和 ~/.profile。也就是說，~/.bash_profile 不管有沒有，都不會執行。
開啟 non-login shell
老實說，上一步完成以後，Linux的啟動過程就算結束了，使用者已經可以看到命令列提示符或者圖形介面了。但是，為了內容的完整，必須再介紹一下這一步。
使用者進入作業系統以後，常常會再手動開啟一個shell。這個shell就叫做 non-login shell，意思是它不同於登入時出現的那個shell，不讀取/etc/profile和.profile等配置檔案。
non-login shell的重要性，不僅在於它是使用者最常接觸的那個shell，還在於它會讀入使用者自己的bash配置檔案 ~/.bashrc。大多數時候，我們對於bash的定製，都是寫在這個檔案裡面的。
你也許會問，要是不進入 non-login shell，豈不是.bashrc就不會執行了，因此bash 也就不能完成定製了？事實上，Debian已經考慮到這個問題了，請開啟檔案 ~/.profile，可以看到下面的程式碼：
if [ -n "$BASH_VERSION" ]; then
if [ -f "$HOME/.bashrc" ]; then
. "$HOME/.bashrc"
fi
fi
上面程式碼先判斷變數 $BASH_VERSION 是否有值，然後判斷主目錄下是否存在 .bashrc 檔案，如果存在就執行該檔案。第三行開頭的那個點，是source命令的簡寫形式，表示執行某個檔案，寫成"source ~/.bashrc"也是可以的。
因此，只要執行～/.profile檔案，～/.bashrc檔案就會連帶執行。但是上一節的第一種情況提到過，如果存在～/.bash_profile檔案，那麼有可能不會執行～/.profile檔案。解決這個問題很簡單，把下面程式碼寫入.bash_profile就行了。
if [ -f ~/.profile ]; then
. ~/.profile
fi
這樣一來，不管是哪種情況，.bashrc都會執行，使用者的設定可以放心地都寫入這個檔案了。
Bash的設定之所以如此繁瑣，是由於歷史原因造成的。早期的時候，計算機執行速度很慢，載入配置檔案需要很長時間，Bash的作者只好把配置檔案分成了幾個部分，階段性載入。系統的通用設定放在 /etc/profile，使用者個人的、需要被所有子程式繼承的設定放在.profile，不需要被繼承的設定放在.bashrc。
順便提一下，除了Linux以外， Mac OS X 使用的shell也是Bash。但是，它只載入.bash_profile，然後在.bash_profile裡面呼叫.bashrc。而且，不管是ssh登入，還是在圖形介面裡啟動shell視窗，都是如此。