Linux系统开机过程描述

本文描述Linux系统开机过程，属于个人理解范畴，如果文中表述有误请大家批评指正！

计算机开机之后，首先要加载BIOS（基本输入输出系统）信息,BIOS包含了很多重要的信息，包括CPU信息，设备启动顺序信息，硬盘信息，内存信息，时钟信息等。

由BIOS进行POST（加电自检），然后依据BIOS内设置的引导顺序从硬盘、软盘或者CDROM中读入引导块。Linux系统是从BIOS中的OxFFFFO处开始引导的。BIOS的第一个工作时POST，POST的工作就是对硬件进行检测。第二个工作是进行本地设备的枚举和初始化。

BIOS是由两部分组成：POST代码和运行时的服务。当POST完成之后就会被从内存中清理出来，但是BIOS运行时服务依然会保留在内存中。BIOS会按照设置中定义的顺序来搜索处于活动状态并且可以引导的设备。

引导设备可以是硬盘上的某个分区、CD-ROM、软盘、网络上的某个设备或者是USB设备。Linux通常是从硬盘上进行引导的，其中主引分区MBR包含了主引导加载程序。当MBR加载到RAM中后，BIOS将控制权转交给MBR，MBR 又叫主引导扇区，是计算机开机后访问硬盘时必须要读取的首个扇区，位于0柱面，0磁道，1扇区。MBR的主引导程序是一个512字节的映像。前446字节是主引导加载程序，接下来的64个字节包含了分区表的信息，还有两个特殊的字节OxAA55用来检查MBR的有效性。

如果系统要想启动就必须启动内核，显然MBR是放不下内核的，但是MBR中有个小程序可以载入其他位置的内核，这个小程序就是boot loader 即GRUB。GRUB允许用户可以选择要启动的操作系统。GRUB包裹三个重要的文件，Stage1、Stage2、Stage1.5. Stage1通常放在MBR中，作用就是在系统启动时用于加载Stage2，并将控制权转交给它。Stage2就是GRUB的核心，所有的功能都由它完成。Stage1.5介于Stage1和Stage2之间，是他们之间的桥梁，因为Stage2较大，通常放在文件系统中，但是Stage1不能识别文件系统，Stage1.5来引导位于某个文件系统中的Stage2。Stage2是GRUB的核心但不是Linux的核心，grub加载以后就是为了加载Linux的内核，grub的配置

是通过/boot/grub/grub.conf来实现的。

接下来就要加载内核映像到内存中，内核映像是被zlib进行压缩过的，通常是一个zimage或者是bzimage,在映像前有一个例程可以实现少量的硬件设置，并对内核映像解压并将其放到内存中，之后该例程会调用内核，开始启动内核引导过程。内核启动后会向bios查询电脑的所有硬件信息，然后自己开始管理这些设备，以便提供给Linux使用内核会尝试驱动这些设备，，这些设备的驱动一部分包含在内核中，叫做静态驱动，一部分放在文件系统中，由于此时还没有挂在任何文件系统，因此还不能使用，所以内核会尝试挂在根文件系统，根文件系统至少包含/etc、/bin、/boot、/lib、/dev5大目录，缺一不可，根文件系统挂在是以只读方式挂载，因为这是Linux还在启动阶段，不稳定，避免破坏系统资料。

在内核完成引导后，就在本进程空间内加载init程序，进程号是1，init进程是所有进程的发起者和控制者，它是第一个运行的进程，init进程会根据/etc/inittab判断要进入的运行级别，然后直接执行/etc/rc.d/rc.sysinit进行系统初始化，并将启动的相关信息加载到/var/log/dmesg文件中。系统所有的服务启动之后在执行/etc/rc.d/rc.local脚本，将需要开机运行的程序启动。

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