Linux 内核与启动流程：BIOS/UEFI、GRUB、initramfs 与 systemd 启动目标

1. 固件（BIOS/UEFI）：POST 自检 → 找到引导设备
        ↓
2. 引导加载（GRUB）：加载内核 + initramfs + 参数
        ↓
3. 内核启动：解压 initramfs → 挂载根文件系统 → 启动 init
        ↓
4. systemd（PID 1）：并行拉起系统服务 → 达到启动目标
        ↓
5. 用户层：multi-user（命令行）→ graphical（图形界面）→ 登录

固件/BIOS：1-3s（可快 10 倍，SSD + UEFI 快启）
GRUB：0.5s
内核 + initramfs：1-3s
systemd 服务：2-10s（并行，占大头）
图形登录：1-3s

按下电源 → UEFI 固件 POST → 读 NVRAM 启动项
  → 找 ESP 分区（/boot/efi）里的 .efi 文件（如 GRUB）
  → 加载引导加载器

/boot/grub/grub.cfg         # 生成的主配置（别手改）
/etc/default/grub           # 生成来源（改这里）
/boot/grub/grub.cfg         # 通过 update-grub 重新生成

开机进 GRUB → 按 e 编辑启动项
→ 在 linux 行末尾追加参数 → Ctrl+X 启动

sudo sed -i 's/GRUB_CMDLINE_LINUX=""/GRUB_CMDLINE_LINUX="nomodeset"/' /etc/default/grub
sudo update-grub        # 重新生成 grub.cfg

内核要挂载根文件系统，但根设备驱动（如 NVMe/LVM/加密）在根 fs 上！
→ 鸡生蛋问题
→ initramfs：把「挂载根所需的驱动 + 工具」打进内存盘
→ 内核先用 initramfs 里的 init 加载驱动、组装根设备
→ 然后真正的根 fs 挂载、交接给 systemd

drivers（磁盘/网卡/文件系统）
lvm / mdadm / cryptsetup（卷组/RAID/加密工具）
init 脚本（发现并挂载真正的根）

1. 解压 vmlinuz → 初始化内存管理/调度器
2. 加载 initramfs 到内存
3. 执行 initramfs 的 init → 探测根设备
4. 挂载真实根文件系统（switch_root）
5. 执行 /sbin/init（systemd）→ PID 1 接管

lsinitramfs /boot/initrd.img-$(uname -r)
# 或
zcat /boot/initrd.img-$(uname -r) | file -

内核 exec /sbin/init → systemd（PID 1）
  → 并行读取 unit 依赖图
  → 按目标（target）逐步拉起服务
  → 达到 default.target

default.target
  └─ multi-user.target（命令行）
      ├─ network.target / ssh / cron / nginx...
      └─ graphical.target（图形，依赖 multi-user）
           └─ display-manager.service（登录界面）

systemctl isolate multi-user.target    # 切到命令行模式
systemctl isolate graphical.target     # 切回图形
systemctl get-default                  # 看默认目标
systemctl set-default multi-user.target  # 设默认

systemd-udevd     → 设备热插拔
dbus              → 系统总线
network-online    → 网络就绪
getty@tty1        → 登录终端
ssh / cron / 业务服务 → 用户层

systemctl list-dependencies multi-user.target
systemctl list-dependencies graphical.target | head -30

systemctl list-units --failed    # 哪些服务失败
systemctl show <svc> --property=StartLimitHit  # 是否启动失败重试

启动时：udev 按硬件探测自动加载
运行时：modprobe 手动加载

lsmod                    # 已加载模块
modinfo nvidia           # 模块信息
modprobe <module>        # 加载
modprobe -r <module>     # 卸载
modprobe -c | grep -i xx # 查看配置

# 运行时指定
modprobe drm debug=1
# 永久：/etc/modprobe.d/xx.conf
echo 'options drm debug=1' > /etc/modprobe.d/drm.conf

# /etc/modprobe.d/blacklist.conf
blacklist nouveau          # 禁用 nouveau（N 卡开源驱动）

# /etc/modules-load.d/xx.conf
echo 'nvidia_drm' | sudo tee /etc/modules-load.d/nvidia.conf

systemd-analyze                      # 总时间
systemd-analyze blame                # 每个服务耗时排行
systemd-analyze critical-chain       # 关键启动链
systemd-analyze plot > boot.svg      # 可视化启动图（浏览器看）

3s  postgresql.service
2s  network-wait-online.target   ← 常见瓶颈（等网络）
1s  nginx.service

systemctl disable network-wait-online.service   # 常见提速

1. 看启动日志：dmesg / journalctl -b
2. 单用户模式：GRUB 加 single
3. 救援模式：GRUB 加 rd.break 或 init=/bin/bash

journalctl -b -p err          # 本次开机的错误
dmesg | grep -i -E 'error|fail'   # 内核启动错误
journalctl -b -1               # 上一次开机

GRUB → 按 e → 在 linux 行加 single → Ctrl+X
→ 进入单用户 shell（root，无密码）
→ 修复：fsck、改 fstab、禁坏服务

画面定格 + 错误滚动（如 VFS: Unable to mount root fs）
常见原因：根设备驱动缺失 / fstab 错误 / initramfs 损坏
修复：用 live CD 进系统，重建 initramfs 或修 fstab

sudo update-initramfs -u -k $(uname -r)
# 或全部内核
sudo update-initramfs -c -k all