簡述Linux開機啟動流程

計算機開機是一個神秘的過程。我們只是按了開機鍵，就看到螢幕上的進度條或者一行行的輸出，直到我們到達登入介面。然而，計算機開機又是個異常脆弱的過程，我們滿心期望的登入介面可能並不會出現，而是一個 行或者錯誤資訊。瞭解計算機開機過程有助於我們修復開機可能出現的問題。

當我們開啟計算機電源，計算機會自動從主機板的BIOS(Basic Input/Output System)讀取其中所儲存的程式。這一程式通常知道一些直接連線在主機板上的硬體(硬碟，網路介面，鍵盤，串列埠，並口)。現在大部分的BIOS允許你從軟盤、光碟或者硬碟中選擇一個來啟動計算機。

下一步，計算機將從你所選擇的儲存裝置中讀取起始的512 bytes(比如光碟一開是的512 bytes，如果我們從光碟啟動的話)。這512 bytes叫做主開機記錄MBR (master boot record)。MBR會告訴電腦從該裝置的某一個分割槽(partition)來裝載引導載入程式(boot loader)。Boot loader儲存有作業系統(OS)的相關資訊，比如作業系統名稱，作業系統核心 (核心)所在位置等。常用的boot loader有GRUB和LILO。

隨後，boot loader會幫助我們載入核心(kernel)。核心實際上是一個用來操作計算機的程式，它是計算機作業系統的核心，主要的任務是管理計算機的硬體資源，充當軟體和硬體的介面。作業系統上的任何操作都要透過核心傳達給硬體。Windows和 各自有自己核心。狹義的作業系統就是指核心，廣義的作業系統包括核心以及核心之上的各種應用。

（Linus Torvalds與其說是Linux之父，不如說是Linux 核心之父。他依然負責Linux 核心的開發和維護。至於Ubuntu, Red Hat, 它們都是基於相同的核心之上，囊括了不同的應用和介面構成的一個更加完整的作業系統版本。)

實際上，我們可以在多個分割槽安裝boot loader，每個引導載入程式對應不同的作業系統，在讀取MBR的時候選擇我們想要啟動的引導載入程式。這就是多作業系統的原理。

小結：BIOS -> MBR -> 引導載入程式 -> 核心

如果我們載入的是Linux核心，Linux核心開始工作。核心會首先預留自己執行所需的記憶體空間，然後透過驅動程式(driver)檢測計算機硬體。這樣，作業系統就可以知道自己有哪些硬體可用。隨後，核心會啟動一個init程式。它是 中的1號程式(Linux系統沒有0號程式)。到此，核心就完成了在計算機啟動階段的工作，交接給init來管理。

小結: 核心 -> init process

(根據boot loader的選項，Linux此時可以進入單使用者模式(single user mode)。在此模式下，初始 還沒有開始執行，我們可以檢測並修復計算機可能存在的錯誤)

隨後，init會執行一系列的初始 (startup scripts)，這些指令碼是Linux中常見的  scripts。這些指令碼執行如下功能：

設定計算機名稱，時區，檢測檔案系統，掛載硬碟，清空臨時檔案，設定網路……

當這些初始指令碼，作業系統已經完全準備好了，只是，還沒有人可以登入。init會給出登入(login)對話方塊，或者是圖形化的登入介面。

輸入使用者名稱(比如說vamei)和密碼，DONE！

在此後的過程中，你將以使用者(user)vamei的身份操作電腦。此外，根據你建立使用者時的設定，Linux還會將你歸到某個組(group)中，比如可以是stupid組，或者是vamei組。

所以你將是使用者vamei， 同時是vamei組的組員。(注意，組vamei和使用者vamei只是重名而已，就好想你可以叫Dell, 同時還是Dell公司的老闆一樣。你完全也可以是使用者vamei，同時為stupid組的組員)

BIOS -> MBR -> 引導載入程式 -> 核心 -> init process -> login