概述：系統啓動流程是Linux一個重要的內容，深入瞭解啓動流程會對我們學習Linux起到一個順水推舟的作用。因爲CentOS 7改動較大，所以下面的內容只是針對CentOS 5和6來說的。下面進入正題。
啓動流程：
第一步：POST加電自檢
此過程的就是爲了檢測一下外界的硬件設備是否能夠正常運行，如CPU，內存設備，硬盤等等這些硬件設備是否可以正常工作。
第二步：BIOS選擇啓動方式
BIOS對於經常基礎計算機的人應該不會陌生，特別是那些經常裝系統的人，它就是列出幾個選項，讓你選擇以什麼方式來啓動系統，常見的有硬盤啓動，光盤，以及網絡方式啓動。
第三步：BootLoader
這個步驟略有複雜，但是其實現的功能就是，引導加載系統中的核心文件，並提交到內存運行，它會列出一個grub菜單，其中的選項是我們操作系統的內核，你選擇的內核文件會被加載至內存中運行。
引導加載器grub:找到內核文件，提供grub菜單
1）Stage 1，讀取MBR，目的是爲了驅動stage2所在的分區(stage2上存放的是內核文件以及rootfs的文件系統驅動)
2）Stage 1.5，通過Stage1可以識別到stage2所在的分區，然而分區上的文件系統是需要文件系統驅動程序的，stage 1.5就是爲了stage2提供文件系統驅動的（在0柱面1扇區後面的63個扇區中存儲）
3）通過stage1和1.5，stage2將被加載(一般爲/boot分區)，此時stage2，將提供一個內核選擇菜單，並且stage2分區內還有一個ramdisk或者ramfs文件，其爲一個臨時的根文件系統，其中包含了真正的rootfs所需要的驅動文件，所以stage2及內核文件通常放置於一個基本的磁盤分區(一般爲/boot分區).
注意：ramdisk臨時根文件系統是在安裝操作系統後臨時生成的，它在安裝操作系統後，能掃描當前主機硬盤設備的型號，並找到相關驅動做成一個臨時根
代碼分析：
[root@localhost testdir]# cp /boot/initramfs-2.6.32-642.el6.x86_64.img . //將/boot下的ramfs文件拷貝至當前目錄
[root@localhost testdir]# zcat initramfs-2.6.32-642.el6.x86_64.img |cpio -id //將其解壓縮
140023 blocks
[root@localhost testdir]# ls //其包含的內如如下，因爲是臨時的根文件，所以目錄結構也類似於我們的rootfs，其中包含rootfs所需要的文件系統的驅動
bin dracut-004-409.el6 init initqueue-settled lib netroot pre-trigger sbin tmp
cmdline emergency initqueue initqueue-timeout lib64 pre-mount pre-udev sys usr
dev etc initqueue-finished initramfs-2.6.32-642.el6.x86_64.img mount pre-pivot proc sysroot var
[root@localhost testdir]#
第四步：加載內核文件
通過上面所選擇的內核文件，來將其加載至內存中解壓縮，分爲以下四個步驟
1）探測可識別到的所有硬件設備。
2）加載硬件驅動程序（可能藉助於ramdisk/ramfs加載驅動）
3）以只讀方式掛載根文件系統
4）運行用戶空間的第一個應用程序：/sbin/init
注意：其中Ramdisk/ramfs即stage2所在分區的rootfs文件系統驅動的文件，有了內核文件及所需要的rootfs的文件系統驅動，爲避免內核文件有bug或者人爲操作問題，先以只讀方式掛載rootfs
代碼分析：
Init程序初始化
1）根據init的配置文件獲取到運行級別信息，並獲取系統初始化腳本的文件路徑。（CentOS 5的init文件爲/etc/inittab，CentOS6將/etc/inittab文件拆分爲多個文件）
init的配置文件：
CentOS 5：採用SysV init方式，其特點是啓動用戶空間的服務程序，通常通過腳本進行，有依賴關係的服務將被串行啓動，這也導致了CentOS 5的啓動過程相當緩慢，配置文件爲/etc/inittab
CentOS 6：採用Upstart的方式，其特點是類似於並行啓動；配置文件：/etc/inittab,/etc/init/*.conf
2）讀取系統初始化腳本/etc/rc.d/rc.sysinit,並按照腳本內容執行，作用如下：
(1) 設置主機名
(2) 設置歡迎信息
(3) 激活udev和selinux
(4) 掛載/etc/fstab文件中定義的文件系統
(5) 檢測根文件系統，並以讀寫方式重新掛載根文件系統
(6) 設置系統時鐘
(7) 激活swap設備
(8) 根據/etc/sysctl.conf文件設置內核參數
(9) 激活lvm及software raid設備
(10) 加載額外設備的驅動程序
(11) 清理操作
3)根據前面獲取的運行級別，運行/etc/rc.d/rc腳本文件
/etc/rc.d/目錄下有幾個rc#.d(#號數字，也就是代表運行級別)，其目錄下文件爲鏈接文件，其指向/etc/init.d/下的服務腳本文家，根據在/etc/inittab獲取的默認運行級別和/etc/rc#.d下的鏈接文件，來啓動和關閉系統的服務，想必現在也能聯想到了爲什麼不同級別下啓動的服務不相同，爲什麼有的服務開機啓動，有的卻關閉
/etc/rc#.d/下的鏈接文件以K或者S開頭，K表示開機要被停止的服務，S表示開機要被啓動的服務，而且服務腳本都會有一個優先級，
K*:K##*：##運行次序；數字越小，越先運行；數字越小的服務，通常爲依賴到別的服務
S*:S##*：##運行次序；數字越小，越先運行；數字越小的服務，通常爲被依賴到的服務
[root@localhost boot]# cd /etc/rc.d
[root@localhost rc.d]# ls
init.d rc rc0.d rc1.d rc2.d rc3.d rc4.d rc5.d rc6.d rc.local rc.sysinit
[root@localhost rc.d]# cd rc.3.d
root@localhost rc.d]# cd rc3.d
[root@localhost rc3.d]# ls
K01dnsmasq K35vncserver K88wpa_supplicant S08ip6tables S14nfslock S26lm_sensors S95anacron
K02avahi-dnsconfd K50netconsole K89dund S08iptables S15mdmonitor S26lvm2-monitor S95atd
K02NetworkManager K50snmpd K89netplugd S08mcstrans S18rpcidmapd S28autofs S97rhnsd
K05conman K50snmptrapd K89pand S10network S19rpcgssd S55sshd S97rhsmcertd
K05saslauthd K69rpcsvcgssd K89rdisc S11auditd S22messagebus S56cups S97yum-updatesd
K05wdaemon K73ypbind K99readahead_later S12restorecond S25bluetooth S56rawdevices S98avahi-daemon
K10psacct K74ipmi S00microcode_ctl S12syslog S25netfs S57vmware-tools-thinprint S99firstboot
K15httpd K74nscd S03vmware-tools S13cpuspeed S25pcscd S80sendmail S99local
K15svnserve K74ntpd S04readahead_early S13irqbalance S26acpid S85gpm S99smartd
K20nfs K85mdmpd S05kudzu S13iscsi S26haldaemon S90crond
K24irda K87multipathd S07iscsid S13portmap S26hidd S90xfs
注意：在2345級別的/etc/rc#.d目錄下都會有一個rc.local，它其實也是一個鏈接文件，鏈接到/etc/rc.d/rc.local，它並不是啓動文件，而是一個普通的文件，不過它的優先級最小，所以最後啓動，如果你想要開機做一些什麼操作，可以寫到這個腳本里面。
[root@localhost rc3.d]# find /etc/ -name *local
/etc/rc.d/rc2.d/S99local
/etc/rc.d/rc5.d/S99local
/etc/rc.d/rc3.d/S99local
/etc/rc.d/rc4.d/S99local
代碼分析：以下爲CentOS 5中的/etc/inittab文件
id:3:initdefault: //獲取默認運行級別；3代表運行級別
# System initialization.
si::sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit //執行/etc/rc.d/rc.sysinit系統初始化腳本
// 根據前面獲取到的默認運行級別，執行/etc/rc.d/rc腳本文件
l0:0:wait:/etc/rc.d/rc 0
l1:1:wait:/etc/rc.d/rc 1
l2:2:wait:/etc/rc.d/rc 2
l3:3:wait:/etc/rc.d/rc 3
l4:4:wait:/etc/rc.d/rc 4
l5:5:wait:/etc/rc.d/rc 5
l6:6:wait:/etc/rc.d/rc 6
//下面爲/etc/rc.d/rc腳本中的一段代碼
# First, run the KILL scripts.
for i in /etc/rc$runlevel.d/K* ; do //這是一個for循環，根據前面獲取的默認級別信息，來關閉/etc/rc#.d/下的服務
check_runlevel "$i" || continue
# Check if the subsystem is already up.
subsys=${i#/etc/rc$runlevel.d/K??}
[ -f /var/lock/subsys/$subsys -o -f /var/lock/subsys/$subsys.init ] \
|| continue
# Bring the subsystem down.
if LC_ALL=C egrep -q "^..*init.d/functions" $i ; then
$i stop //stop 關閉服務！
else
action $"Stopping $subsys: " $i stop
fi
done
# Now run the START scripts.
for i in /etc/rc$runlevel.d/S* ; do //這也是個for循環，與上面相反，是啓動/etc/rc#.d/下面對應的腳本文件
check_runlevel "$i" || continue
# Check if the subsystem is already up.
subsys=${i#/etc/rc$runlevel.d/S??}
[ -f /var/lock/subsys/$subsys -o -f /var/lock/subsys/$subsys.init ] \
&& continue
# If we're in confirmation mode, get user confirmation
if [ -f /var/run/confirm ]; then
confirm $subsys
test $? = 1 && continue
fi
update_boot_stage "$subsys"
# Bring the subsystem up.
if [ "$subsys" = "halt" -o "$subsys" = "reboot" ]; then
export LC_ALL=C
exec $i start //啓動服務
fi
if LC_ALL=C egrep -q "^..*init.d/functions" $i \
|| [ "$subsys" = "single" -o "$subsys" = "local" ]; then
$i start //啓動服務
else
action $"Starting $subsys: " $i start
fi
done
下圖爲系統啓動時服務開啓的界面
第六步：啓動終端
根據前面獲取的默認運行級別來啓動終端，如果運行級別爲5，則啓動圖形界面
第七步：用戶登錄
系統啓動流程結束！
問題總結：
在此之前，一直有幾點問題困惑着我，我對它們做了一下總結
1）內核文件在磁盤上，系統還沒有啓動，系統還沒有啓動，/目錄也沒有掛載，前面說先找到boot分區，但是boot分區也是在/的目錄下，/還沒有，去哪找boot！？
問題解答：注意，此時系統去尋找boot分區下的grub菜單、內核文件及rootfs的驅動並不是通過/目錄來尋找，因爲此時的/還沒有掛載，無法找到/下面的boot目錄，而是直接去boot的那個磁盤分區去尋找所需要的文件，具體看一下代碼
[root@localhost ~]# cat /boot/grub/grub.conf //grub的配置文件
....省略.....
title CentOS 6 (2.6.32-642.el6.x86_64)
root (hd0,0) //hd0，0表示的是磁盤分區,即stage2所在的分區，此處的意義表示的是將hd0,0先設爲/目錄,那麼下面
的 kernel和initrd後面的根"/"，表示的也是hd0，0,也就是stage2所在的磁盤分區。避免了通過/目錄來尋找
boot分區的難題.
//此時的/vmlinuz-2.6.32....其實就是boot分區下的vmlinuz文件
kernel /vmlinuz-2.6.32-642.el6.x86_64 ro root=/dev/mapper/vg0-root rd_NO_LUKS rd_NO_DM LANG=en_US.UTF-8 rd_LVM_LV=vg0/swap rd_NO_MD SYSFONT=latarcyrheb-sun16 crashkernel=auto rd_LVM_LV=vg0/root KEYBOARDTYPE=pc KEYTABLE=us rhgb crashkernel=auto quiet rhgb quiet
//同樣的 /initramfs-2.6.32...其實也是boot分區下的initfamfs文件，只不過直接通過磁盤分區去找到的
initrd /initramfs-2.6.32-642.el6.x86_64.img
[root@localhost ~]#
2)上面問題的繼續，即使你先加載boot分區，boot分區系統的系統驅動在哪裏呢
問題解答：從以下代碼得知，分區信息是從1柱面開始的，那麼0柱面被狗吃了麼？答案是沒有被狗吃，MBR存放在了0柱面，0磁道的第一個扇區內，但是它只佔據了512個字節，因爲0柱麪包括了好多扇區，後面的扇區就是爲了存放/boot分區的文件系統驅動的。stage1->stage1.5->stage2這個過程就是爲了掛載/boot分區，而其中的stage1.5就是尋找/boot分區的文件系統驅動的。
[root@localhost ~]# df //df查看/目錄的掛在分區
Filesystem 1K-blocks Used Available Use% Mounted on
/dev/sda2 7858552 5884648 1568264 79% /
/dev/sda1 295561 16787 263514 6% /boot
tmpfs 511932 0 511932 0% /dev/shm
[root@localhost ~]# fdisk -l //查看磁盤分區信息
Disk /dev/sda: 10.7 GB, 10737418240 bytes
255 heads, 63 sectors/track, 1305 cylinders
Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes
Device Boot Start End Blocks Id System
/dev/sda1 * 1 38 305203+ 83 Linux //注意到，起始柱面是從1柱面開始的，根據此前所學內容，第一個柱面是0柱面
/dev/sda2 39 1048 8112825 83 Linux
/dev/sda3 1049 1305 2064352+ 82 Linux swap / Solaris
3）加載內核後，爲避免bug或者人爲操作失誤，rootfs先以只讀方式掛載，只讀方式掛載怎麼寫數據呢？
問題解答：內核在讀取到init程序後，其中有一個系統初始化腳本，即/etc/rc.d/rc.sysinit腳本，其中有一段代碼如下，在這rootfs會被重新以讀寫方式掛載。
remount_needed() {
local state oldifs
[ "$READONLY" = "yes" ] && return 1
state=`LC_ALL=C awk '/ \/ / && ($3 !~ /rootfs/) { print $4 }' /proc/mounts`
oldifs=$IFS
IFS=","
for opt in $state ; do
if [ "$opt" = "rw" ]; then
IFS=$oldifs
return 1
fi
done
IFS=$oldifs
return 0
}
#Remount the root filesystem read-write.
update_boot_stage RCmountfs
if remount_needed ; then //根據前面定義的函數，來實現rootfs的讀寫掛載 mount -n -o remount,rw /
action $"Remounting root filesystem in read-write mode: " mount -n -o remount,rw /
fi
流程圖：
俗話說的好，一圖抵千言，我將上面所述的啓動流程又畫了一幅圖，希望以更加清晰地描述CentOS的啓動流程。
