本帖最后由 okylin 于 2022-12-26 13:45 编辑
本文转载自：https://gitee.com/latomic/openkylin-notes/blob/master/系统启动流程.md
系统启动流程
openKylin系统的启动分为以下几个步骤。这些步骤也基本适用于其他Linux系统。
- 运行主板集成的启动程序（UEFI）
- 运行启动盘上的引导程序（GRUB）
- 运行Linux内核
- 运行系统初始化及管理程序（systemd）
- 运行显示管理器（LightDM）
运行主板集成的启动程序（UEFI）
目前主流的电脑中，主板集成的一般是统一可扩展固件接口UEFI (Unified Extensible Firmware Interface)。它是电脑硬件与操作系统软件之间的接口。在较老的电脑中使用的则是BIOS (Basic Input/Output System)。UEFI运行后，会按照设置去寻找启动盘。启动盘可能是硬盘、光盘、或者U盘。也可以选择通过网络引导系统的启动。当UEFI寻找到启动盘后，会运行启动盘上面的引导程序。
运行启动盘上的引导程序（GRUB）
Linux系统的引导程序一般位于/boot分区。openKylin选择使用的引导程序是GRUB (GRand Unified Bootloader)。另外一个Linux上常见的引导程序则是LILO (Linux Loader)。而Windows操作系统使用的引导程序则是NTLDR (NT loader)。使用引导程序的一个好处是，如果你的电脑上安装了多个操作系统，你可以在引导程序的界面上选择接下来要启动哪个系统。
在系统启动时一直按住Shift键则会出现如图所示的GRUB引导程序界面。
按照提示，按e键可以编辑启动项。启动项配置中有两个重要的参数：
- linux /vmlinuz-5.15.0-23-generic
- initrd /initrd.img-5.15.0-23-generic<div></div>
linux参数告诉GRUB Linux内核文件所在的路径。initrd文件里面包含了内核启动时所需的重要文件，例如一些设备驱动。可以通过lsinitramfs命令查看initrd文件中的内容。
- $ lsinitramfs /boot/initrd.img-5.15.0-23-generic
- kernel/x86/microcode/AuthenticAMD.bin
- kernel/x86/microcode/GenuineIntel.bin
- ...
GRUB会将这两个文件加载到内存中，并将控制权转交给Linux内核。
运行Linux内核
Linux内核的启动日志可以通过dmesg命令查看。在日志中，我们可以看到Linux内核加载后，会检测各种硬件设备，然后将initrd中的内容挂在到根目录/，并运/init程序。
- $ dmesg
- [ 0.000000] Linux version 5.15.0-23-generic ... #23ok3-KYLINOS
- ...
- [ 2.506711] Trying to unpack rootfs image as initramfs...
- ...
- [ 4.204096] Run /init as init process
- ...
init是英文单词initialization的缩写，意思是初始化。/init是一个Shell脚本，它做的最重要的事情之一是检测系统硬盘上真正的init的安装路径并运行它。
- #!/bin/sh
- ...
- for inittest in /sbin/init /etc/init /bin/init /bin/sh; do
- if validate_init "${inittest}"; then
- init="${inittest}
- break
- fi
- done
- maybe_break init
运行系统初始化及管理程序（systemd）
openKylin操作系统中，真正的init位于/sbin目录下。openKylin选择了目前主流的系统初始化及管理程序systemd作为系统的init程序。
- $ ls -l /sbin/init
- lrwxrwxrwx 1 root root 20 7月 16 02:24 /sbin/init -> /lib/systemd/systemd
- $ ps -p 1
- PID TTY TIME CMD
- 1 ? 00:00:02 systemd
systemd与传统的init程序相比有很多优点。它可以很好的并行初始化不同的Linux服务，以便缩短系统的启动时间。可通过systemd-analyze命令来查看系统的启动时间。也可以额外添加blame参数来查看哪些服务启动时间比较长。
- $ systemd-analyze
- Startup finished in 6.880s (kernel) + 2.992s (userspace) = 9.872s
- graphical.target reached after 2.905s in userspace
在众多的服务当中，有一个叫显示管理器（display manager）的服务。它将为用户提供图形化的桌面服务。
运行显示管理器（LightDM）
openKylin所使用的显示管理器是LightDM。
- /etc/systemd/system/display-manager.service -> /lib/systemd/system/lightdm.service
LightDM是一款轻量的、可扩展的显示管理器。它允许用户提供自己的Greeter欢迎界面。到这一步，系统的启动就基本告一段落。欢迎我们的是openKylin桌面系统的登陆界面：ukui-greeter。
- $ lightdm --show-config
- F greeter-session=ukui-greeter
- G user-session=ukui-wayland
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