Linux 启动流程为：固件 POST→GRUB2 加载内核与 initramfs→内核初始化并用 initramfs 挂载真实根文件系统→systemd 作为 PID 1 启动服务→呈现登录界面；现代主流采用 UEFI+GPT+GRUB2+systemd 组合。
Linux 系统启动从按下电源键到出现登录界面，是一条环环相扣的链路。核心逻辑是：固件交出控制权 → 引导程序加载内核 → 内核借助 initramfs 挂载真实根文件系统 → systemd 作为 PID 1 接管并启动服务 → 最终呈现用户空间。整个过程现代主流已全面转向 UEFI + GPT + GRUB2 + systemd 组合。
BIOS/UEFI 固件阶段：硬件自检与启动设备定位
通电后，CPU 跳转至固件（ROM/Flash）起始地址执行。BIOS 或 UEFI 首先完成加电自检（POST），检测 CPU、内存、存储控制器、键盘等基础硬件。若失败，通常停在自检界面或发出蜂鸣声。
随后按启动顺序（Boot Order）查找可引导设备：
- BIOS 模式 ：读取 硬盘 MBR（LBA 0，512 字节），验证末尾签名0x55AA，执行前 446 字节的 Stage1 引导代码
- UEFI 模式 ：挂载 EFI 系统分区（ESP，FAT32 格式），在EFI
grubx64.efi 路径加载 GRUB2 EFI 应用；启用 Secure Boot 时还会校验数字签名
当前新服务器、笔记本及云平台默认使用 UEFI，支持 GPT 分区表（突破 2TB 限制）、更快启动、图形化菜单和网络引导能力。
GRUB2 引导加载阶段：内核与 initramfs 装载器
GRUB2 不直接编辑 /boot/grub2/grub.cfg（该文件由grub2-mkconfig 自动生成），而是通过修改 /etc/default/grub 来定制行为，例如设置默认启动项、超时时间或内核参数。
关键动作包括：
- 解析配置，显示启动菜单（默认 5 秒倒计时）
- 根据选中项，从 /boot 加载vmlinuz-xxx（压缩内核镜像）和initramfs-xxx.img（初始 RAM 文件系统）到内存
- 将控制权移交内核，传递命令行参数（如root=UUID=…、rd.lvm.lv=…、quiet splash）
GRUB2 在 BIOS 下分 Stage1（MBR）、Stage1.5（文件系统驱动）、Stage2（完整功能）；UEFI 下则以单一。efi 模块运行，结构更简洁。
内核与 initramfs 阶段：解压、初始化与根切换
内核被加载后立即解压自身，初始化中断、内存管理、调度器、设备驱动框架等核心子系统。此时它尚不能直接访问真实根文件系统——因为所需驱动（如 NVMe、RAID、LVM、LUKS 加密模块）可能以内核模块形式存于根分区中，形成“鸡生蛋”依赖。
initramfs 正是为解决此问题而设计：
- 是一个临时驻留内存的精简 CPIO 归档，含必需驱动、工具（udev、cryptsetup、lvm）和初始化脚本（通常为/init）
- 脚本负责探测硬件、加载模块、解锁加密卷、激活逻辑卷、挂载真实根设备（如/dev/mapper/vg0-lv_root）
- 调用 pivot_root 系统调用，将根目录从 initramfs 切换至真实根文件系统
切换完成后，内核执行真实根下的/sbin/init（在 systemd 时代即指向/usr/lib/systemd/systemd）。
systemd 初始化阶段：服务编排与目标达成
systemd 作为 PID 1 进程，承担传统 init 的所有职责，并引入单元（Unit）模型统一管理服务、挂载点、套接字、定时器等资源。
启动流程实质是按依赖关系递归激活默认 target（target 即运行级别抽象）：
- 查看当前默认 target：systemctl get-default
- 常见 target：multi-user.target（命令行登录）、graphical.target（带 GUI）
- systemd 依次启动 sysinit.target → basic.target → multi-user.target 等，每个 target 依赖一组 unit
- 服务按 WantedBy= 声明归属 target，按 After=/Requires= 定义启动顺序
登录管理器（如 gdm、sddm）作为graphical.target 的一部分被拉起，最终呈现 TTY 或桌面会话。
