Linux系統啟動流程分析

一、BIOS/UEFI啟動

BIOS/UEFI是計算機的基本輸入輸出系統，負責硬體的初始化和系統的引導。

當計算機啟動時，首先會運行BIOS/UEFI程序。此時，BIOS/UEFI程序將會從指定的存儲設備（例如硬碟、U盤、光碟等）的引導扇區讀取啟動代碼（bootloader）到內存，並跳轉到該代碼開始執行。在Linux系統中通常使用GRUB2作為bootloader。

二、GRUB2啟動

當BIOS/UEFI載入了GRUB2之後，GRUB2會讀取到Linux系統的內核文件vmlinuz及initramfs（初始根文件系統）文件。GRUB2成功載入內核文件後，會將控制權轉交給內核。

# GRUB2配置文件
menuentry 'CentOS 7' {
  search --no-floppy --fs-uuid --set=root xxxx-xxxx-xxxx-xxxx-xxxx
  linux /vmlinuz-3.10.0-693.el7.x86_64 root=/dev/mapper/centos-root ro crashkernel=auto rd.lvm.lv=centos/root rd.lvm.lv=centos/swap rhgb quiet LANG=en_US.UTF-8
  initrd /initramfs-3.10.0-693.el7.x86_64.img
}

三、內核啟動

內核作為系統的核心，負責管理系統所有資源，包括內存、硬碟、CPU等，在完成硬體初始化後，會根據/boot/grub2/grub.cfg配置文件中的參數，啟動root文件系統。root文件系統是系統的根目錄，包含了系統啟動所需的所有文件及目錄。

當內核啟動時，會在用戶空間運行第一個進程systemd，進而完成整個系統的啟動，並掛載文件系統。

四、systemd啟動

在Linux系統中，systemd已經取代了傳統的system V init進程。systemd通過控制cgroups（控制group）進程組，來管理系統中的所有進程。

systemd會掃描所有unit文件，以確定需要啟動的服務。根據需求，將按照指定的順序，依次將每個服務啟動、停止或重啟。systemd會保留系統日誌，並通過journalctl命令展示。

五、總結

以上便是Linux系統啟動的主要流程。從BIOS/UEFI啟動開始，到GRUB2載入內核及初始根文件系統，再到內核啟動並掛載文件系統，最終交由systemd進程啟動及管理服務進程。

對於Linux系統運維工程師而言，深入了解Linux系統的啟動流程，可以更好地理解系統的運行機制，有效地識別和排除系統的啟動故障。