Linux启动过程是一个复杂而有序的序列，涉及硬件初始化、引导加载、内核启动、服务初始化以及用户空间启动等多个阶段，本文将详细解析这一过程的每个关键环节,帮助读者理解系统从按下电源按钮到完全可用的完整流程。
BIOS/UEFI阶段：硬件自检与引导
系统启动的第一步是执行固件程序，传统BIOS（基本输入输出系统）或现代UEFI（统一可扩展固件接口）会首先进行开机自检（POST），检测CPU、内存、硬盘等关键硬件是否正常，自检通过后，固件会根据预设的启动顺序（如硬盘、U盘、网络等）查找引导设备，在引导设备中，固件会读取并执行第一个可引导扇区（MBR或GPT分区表的引导扇区），将控制权交给引导加载程序，BIOS与UEFI的主要区别在于：UEFI支持更大的磁盘分区、更快的启动速度以及图形化界面,而BIOS则更依赖传统的16位实模式。
引导加载程序阶段：加载内核
引导加载程序是启动过程中的关键角色，常见的有GRUB（GRand Unified Bootloader）和systemd-boot，其核心任务是加载Linux内核并初始化初始内存磁盘（initramfs），GRUB作为多系统引导工具，会读取配置文件（如/boot/grub/grub.cfg），显示启动菜单供用户选择，用户选择后，GRUB将内核文件（如/boot/vmlinuz-xxx）和initramfs文件加载到内存中，然后将控制权交给内核，initramfs是一个临时的根文件系统，包含驱动模块和必要工具，用于挂载真实根文件系统,尤其在加密文件系统或RAID配置中必不可少。
内核启动阶段：初始化硬件与进程
内核被加载后，会进行一系列初始化操作，内核会解压自身并设置基本的内存管理、进程调度等核心子系统，随后，内核会检测硬件设备（如硬盘、网卡、显卡等），并通过驱动程序进行初始化，此阶段会启动第一个用户空间进程init（在传统系统中为SysVinit，现代系统多为systemd），内核通过initramfs中的工具挂载根文件系统，若根文件系统位于LVM、加密分区或网络存储上，initramfs会提前解锁或挂载这些设备，内核启动的最后一步是启动init进程，PID始终为1,负责后续所有用户空间服务的启动和管理。
系统初始化阶段：服务与用户空间管理
init进程（如systemd）接管系统后，会读取配置文件并启动系统服务，以systemd为例，它会执行以下关键步骤：
- 挂载文件系统：按
/etc/fstab配置挂载所有文件系统，包括/proc、/sys、/tmp等虚拟文件系统。 - 启动核心服务：如
systemd-logind（用户会话管理）、networkd（网络配置）、journald（日志服务）等。 - 运行开机脚本：执行
/etc/rc.local（传统方式）或systemd单元文件（如.service、.target）。 - 启动登录界面：若系统为图形化界面，会启动
gdm、sddm等显示管理器；若为服务器模式，则直接提供命令行登录界面。
以下为传统SysVinit与systemd初始化方式的对比：
| 特性 | SysVinit | systemd |
|---|---|---|
| 启动方式 | 顺序执行脚本，依赖启动级别 | 并行启动服务，基于依赖关系 |
| 配置文件 | /etc/inittab、/etc/rcX.d/ |
.service、.target单元文件 |
| 进程管理 | 父子进程结构 | 守护进程，支持cgroup资源控制 |
| 日志管理 | 分散到各服务的日志文件 | 集中式日志（journald） |
用户登录阶段：进入交互环境
系统初始化完成后，最终进入用户登录阶段，对于图形界面，用户输入用户名和密码后，会话管理器启动桌面环境（如GNOME、KDE）；对于命令行界面，用户通过getty进程登录，输入凭证后获得shell（如bash、zsh），至此，Linux系统启动完成,用户可正常操作。
Linux启动过程是一个分层递进的流程，从硬件自检到用户空间就绪，每个环节都紧密衔接，理解这一过程有助于系统故障排查（如无法进入系统时可检查引导配置、内核参数或服务日志）以及性能优化（如通过调整服务启动顺序加快开机速度），无论是运维人员还是开发者,掌握Linux启动机制都是提升系统管理能力的重要基础。
