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Linux 的开机启动顺序

Linux 系统启动从你的设备接上电源按下开关开始到你登录系统结束，中间有一个复杂但很连贯的过程:

1.加载 BIOS（Basic Input Output System，基本输入输出系统）。获取 CPU 相关信息、设备启动顺序信息、硬盘信息、内存信息、时钟信息等信息

2.读取 MBR（Master Boot Record，主引导记录）。MBR 就是磁盘上第 0 磁道的第一个扇区，里面含有 boot loader 的代码。

3.运行 boot loader。Boot Loader 就是在操作系统内核运行之前运行的一段小程序。通过这段小程序，我们可以初始化硬件设备、建立内存空间的映射图，从而将系统的软硬件环境带到一个合适的状态，以便为最终调用操作系统内核做好一切准备。

4.加载内核。根据 boot loader 设定的内核映像所在的路径，读取内核映像并进行解压缩操作。

5.运行 init 程序。init 永远是系统启动后运行的的第一个进程，PID（进程编号）为 1。位置在 sbin/init ，之后会按照设置执行一大堆系统启动时要启动的脚本、加载的驱动等功能，我们要设置的开机启动项就是在这一步执行的。

6.执行 /bin/login程序，进入登录状态。

init 系统能够管理和控制 init 进程的行为，并负责组织和运行许多独立的或相关的工作，让系统进入一个用户设定的运行模式中。大多数 Linux 发行版的 init 系统是 system V 相兼容的，因此被称为 sysvinit，sysvinit 主要依赖于 shell 脚本，但是他一次一个串行的启动进程，决定了它最大的弱点：启动太慢。如果是服务器这类极少进行系统开关操作的话还好，但是如果是个人电脑这样需要经常开关机的话，开机时间太长就难以忍受了。

为了能够更快地启动系统，开发者们对 sysvinit 进行了改进，先后出现了 upstart 和 systemd 这两个主要的新一代 init 系统。目前最新的 Ubuntu 系统就是采用的 systemd 来管理系统，不过仍然兼容 init 系统的启动模式。可以看到 Ubuntu20 的 /sbin/init 是软链接到 /lib/systemd/systemd上的。systemd 与 init 虽然启动过程不太一样，但最终的目的是一致的，都是要启动那一堆需要开机运行的脚本文件。

在 init 系统模式下，内核调用 init 进程后会首先获取系统运行级别（run-level）的信息，运行级别在这里不是启动优先级，可以理解为运行模式，运行级别共有 0~6 七种：

• 0：关机

• 1：单用户模式

• 2：多用户模式，没有网络支持

• 3：多用户模式，有网络支持

• 4：保留，未使用

• 5：X11，与运行级别 3 类似，但加载使用 X-windows 支持的图形界面

• 6：重启

这几种模式有什么用呢？举个例子，在 Ubuntu 的终端下，重启指令除了 reboot 外，使用 init 6 也可以实现重启，6 对应的运行级别就是重启，类似地，运行 init 0 指令对应的就是关机。

知道启动级别后就到 /etc/rc.d文件夹中查找相应的脚本并运行。还会在/etc/modules-load.d/modules.conf文件中查找装载到内核的模块。

rc.d 中含有 rc.sysinit、rcN.d（N=0~6，即不同的运行级别对应的运行文件夹，根据运行级别的不同，系统会运行 rc0.d 到 rc6.d 中的相应的脚本程序，来完成相应的初始化工作和启动相应的服务）、rc.local 等文件及或脚本，目前 Ubuntu 已经没有 rc.d 文件夹了，而是把这个文件夹的大多内容直接放在了 /etc 文件夹下了，另外 rc.local 如果需要用到的话还需要自行创建。rc.local 是在所有 init 脚本执行完之后才会运行的脚本，也就是说留给用户用来做一些拓展功能的脚本。

打开 rcN.d 文件夹可以看到里面的文件都是以 S 或者 K 夹数字开头的脚本，S 待表 Start，K 代表 Kill ，运行脚本时系统会根据这俩前缀符号来确定传入 start 或者 stop 参数。后面的数字代表执行优先级，也就是运行或者停止的执行优先级。