每次您開啟 Linux 個人電腦時，它都會在最終顯示提示您輸入使用者名稱或密碼的登入畫面之前，經歷一系列階段。在典型的開機過程中，每個 Linux 發行版都會經歷 4 個明確的階段。
在本指南中，我們將突顯 Linux 作業系統從開機到登入的各個步驟。請注意，本指南僅考慮目前被廣泛使用的 現代 Linux 發行版 中的 GRUB2 引導程序和 systemd init。
開機過程包括以下 4 個步驟，我們將更詳細地討論：
- BIOS 完整性檢查（POST）
- 引導程序（GRUB2）的載入
- 核心初始化
- 啟動所有進程的 systemd 父進程
1. BIOS 完整性檢查（POST）
通常，當使用者按下 開機 按鈕（如果電腦已經關機）或使用 GUI 或命令列重新啟動系統時，開機過程就會啟動。
當 Linux 系統啟動時，BIOS（基本輸入輸出系統）啟動並執行 自我測試（POST）。這是一個執行大量診斷檢查的完整性檢查。
發布探測組件的硬體可操作性，如硬碟或固態硬碟，鍵盤，RAM，USB端口和任何其他硬體。如果未檢測到某些硬體設備，或者如果任何設備存在故障，例如損壞的硬碟或固態硬碟，則會在屏幕上顯示錯誤消息，提示您進行干預。
在某些情況下，尤其是在缺少RAM模塊的情況下，會發出嗡嗡聲。但是，如果預期的硬體存在且正常工作，則引導過程將繼續進行到下一階段。
2. 引導加載程式（GRUB2）
一旦發布完成且無障礙，BIOS會探查MBR（主引導記錄）以獲取引導加載程式和磁盤分區信息。
MBR是位於硬碟的第一扇區上的512字節代碼，通常是/dev/sda或/dev/hda，具體取決於您的硬碟架構。然而，需要注意的是，有時MBR可以位於Linux的Live USB或DVD安裝中。
Linux中有3種主要類型的引導加載程式：LILO，GRUB和GRUB2。 GRUB2引導加載程式是現代Linux發行版中的最新和主要引導加載程式，我們決定不包括其他兩種引導加載程式，因為它們隨著時間的推移已經過時。
GRUB2代表第2版的GRand Unified Bootloader。一旦BIOS找到grub2引导加载程序，它会执行并加载到主内存（RAM）中。
grub2菜单允许您做一些事情。它允许您选择要使用的Linux内核版本。如果您多次升级系统，可能会看到列出的不同内核版本。此外，它通过按键组合给您编辑一些内核参数的能力。
此外，在具有多个操作系统安装的双引导设置中，grub菜单允许您选择要引导到哪个操作系统。grub2配置文件是/boot/grub2/grub2.cfg文件。GRUB的主要目标是将Linux内核加载到主内存中。
3. 内核初始化
内核是任何Linux系统的核心。它将PC的硬件与底层进程进行接口连接。内核控制您Linux系统上的所有进程。一旦引导加载程序加载了所选的Linux内核，它必须从其压缩版本中自我提取，然后才能执行任何任务。自我提取后，所选的内核会挂载根文件系统并初始化/sbin/init程序，通常称为init。
初始化是始终第一个执行的程序，分配的进程ID或PID为1。它是生成各种守护进程并挂载在/etc/fstab文件中指定的所有分区的初始化进程。
然后内核挂载初始RAM磁盘（initrd），它是一个临时的根文件系统，直到真正的根文件系统被挂载。所有内核都位于/boot目录中，与初始RAM磁盘映像一起。
4.启动Systemd
最后，内核加载Systemd，它是旧SysV init的替代品。Systemd是所有Linux进程的母进程，并管理文件系统的挂载、启动和停止服务等功能。
Systemd使用/etc/systemd/system/default.target文件来确定Linux系统应该引导到的状态或目标。
- 对于桌面工作站（带有GUI），默认目标值为5，这相当于旧的SystemV init的运行级别5。
- 对于服务器，默认目标是multi-user.target，对应于SysV init中的运行级别3。
以下是systemd目标的详细说明：
- poweroff.target（运行级别0）：关闭系统。
- rescue.target（运行级别1）：启动救援shell会话。
- multi-user.target（运行级别2,3,4）：将系统配置为非图形（控制台）多用户系统。
- graphical.target (runlevel 5): 設置系統使用具有網絡服務的圖形多用戶界面。
- reboot.target (runlevel 6): 重新啟動系統。
要檢查系統上當前的目標，運行以下命令：
$ systemctl get-default
您可以通過在終端上運行以下命令來切換到另一個目標：
$ init runlevel-value
例如，init 3 將系統配置為非圖形狀態。
命令init 6重新啟動您的系統，而init 0關閉系統電源。切換到這兩個目標時，請務必調用sudo 命令。
引導過程在systemd加載所有守護進程並設置目標或運行級別值後結束。此時，系統會提示您輸入用戶名和密碼，然後您就可以進入Linux系統了。