時間：2015-06-28 00:00:00 來源：IT貓撲網(wǎng) 作者：網(wǎng)管聯(lián)盟 我要評論(5)
1. 從BIOS到KERNEL
BIOS自檢－>MBR(GRUB)－>KERNEL－>KERNEL自解壓－>內(nèi)核初始化－>內(nèi)核啟動
BIOS自檢
當電腦開機的時候，電腦會進入BIOS，BIOS的工作主要是偵測電腦的周邊配套設備是否工作正常，如CPU的類型、速度、緩存等
主板類型
內(nèi)存的速度，容量
硬盤的大小，類型和工作模式
風扇速度等
主要是為了檢查這些設備在開機的時候是否能通過檢測，如果能通過檢測，說明電腦可以正常的工作。
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一、載入啟動程序
BIOS自檢完成后，BIOS會根據(jù)用戶設置的啟動順序來由那個設備來啟動電腦的操作系統(tǒng)，這個設備一般是硬盤。
也就是進入到硬盤的MBR區(qū)域（引導扇區(qū)），這個區(qū)域中的有512個字節(jié)的大小，其中前446個字節(jié)中保存的程序是選擇啟動分區(qū)，也就是電腦由那個硬盤分區(qū)來載入開機的程序。那么在這個446個字節(jié)的空間中保存的就是啟動程序，然后由這個小程序來加載存儲在其他位置的操作系統(tǒng)，也就是啟動grub程序。
當找到啟動設備（硬盤）時，第一階段所用的boot loader（存放在引導扇區(qū)）被裝載到RAM中并被執(zhí)行。這里的boot loader在大小上小于一個扇區(qū)的大小，也就是512字節(jié)，而它的任務，就是加載第二階段的boot loader。
當負責第二階段的boot loader位于內(nèi)存中并被執(zhí)行時，通常會顯示一個一閃而過的屏幕，然后linux以及可選的初始化內(nèi)存盤（一種臨時的根文件系統(tǒng)，如果想得到具體的介紹，請訪問http://likunarmstrong.bokee.com/5502266.html)會被裝載到存儲器中。當系統(tǒng)鏡像被加載時，第二階段的boot loader將把控制權轉(zhuǎn)交給內(nèi)核鏡像，與此同時，內(nèi)核開始自解壓并初始化。在這個階段，第二階段的boot loader會檢查系統(tǒng)的硬件，枚舉那些附加的硬件設備，掛載根設備，之后加載需要的內(nèi)核模塊。完成之后，第一個用戶空間程序（init）開始執(zhí)行，更高層次的系統(tǒng)初始化開始。
這就是從表面上看，linux的啟動過程。好了，現(xiàn)在，讓我們更進一步，更深入地探索linux啟動過程中的一些細節(jié)。
二、 系統(tǒng)的啟動
系統(tǒng)啟動的階段，依賴于linux在哪個硬件設備上啟動。在嵌入式系統(tǒng)中，當系統(tǒng)被打開或者重新啟動的時候，就要使用啟動加載的環(huán)境。這方面的例子包括U -BOOT，RedBoot，和Lucent推出的MicroMonitor。嵌入式平臺通常是綁定了啟動監(jiān)視器的。這些程序位于目標硬件上flash存儲器的特定位置，提供了將linux內(nèi)核鏡像下載到flash存儲器的方法，并在接下來的過程中執(zhí)行它。除了擁有存儲和啟動linux鏡像的功能外，這些啟動監(jiān)視器還能進行一定程度上的系統(tǒng)檢測和硬件初始化。在一個嵌入式的目標板中，這些啟動監(jiān)視器通常覆蓋了第一階段與第二階段boot loader的功能。
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小知識：如何查看你的MBR內(nèi)容。如果你希望查看你MBR的具體內(nèi)容，請用以下命令：
# dd if=/dev/hda of=mbr.bin bs=512 count=1
# od -xa mbr.bin
需要以root身份運行的dd命令，讀取你的第一個集成電子驅(qū)動器或者IDE驅(qū)動器的前512字節(jié)，并將他們寫入
mbr.bim文件。od命令則是以十六進制和ASCII碼形式打印出這個二進制文件
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在個人電腦中，linux的啟動是從0xFFFF0地址開始的。BIOS的第一步動作就是進行上電自檢（POST）。POST的工作是檢查硬件設備。BIOS的第二步動作就是枚舉本地設備并初始化。
由于BIOS功能使用上的不同，它由兩個部分組成：POST碼runtime服務。POST完成后，它將從存儲器中被清除，但是BIOS runtime服務會被保留，用于目標操作系統(tǒng)。
為了啟動操作系統(tǒng)，BIOS的runtime服務將搜索那些激活狀態(tài)的或是可引導啟動的設備，搜索的順序則由CMOS設置決定（也就是我們平時所謂的在 BIOS中設置的啟動順序）。一個軟驅(qū)，一臺光驅(qū)，一個硬盤上的分區(qū)，網(wǎng)絡上的設備甚至一個usb 閃存盤都可以作為一個啟動設備。
當然，linux通常是從硬盤啟動的。硬盤上的MBR（主啟動記錄）包含有基本的boot loader，它是一個512字節(jié)大小的扇區(qū)，位于磁盤的第一個扇區(qū)（0磁頭0磁道1扇區(qū)）。當MBR被裝載到RAM中后，BIOS就會將控制權轉(zhuǎn)交給MBR。
三、 第一階段boot loader
位于MBR中的主boot loader是一個512字節(jié)的鏡像，其中不僅包含了程序代碼，還包含了一個小的分區(qū)表，如圖2所示。最初的446字節(jié)是主boot loader，它里面就包含有可執(zhí)行代碼以及錯誤消息文本。接下來的64字節(jié)是分區(qū)表，其中包含有四個分區(qū)的各自的記錄（一個分區(qū)占16字節(jié)）。MBR通過特殊數(shù)字0xAA55（譯者注：在電子界中AA55確實是具有傳奇色彩的數(shù)字，想知道為什么么？將它展開成二進制形式，看看有什么規(guī)律）作為兩個字節(jié)的結(jié)束標志。0x55AA同時也是MBR有效的校驗確認。
主boot loader的工作是尋找并加載第二boot loader。它通過分析分區(qū)表，找出激活分區(qū)來完成這個任務，當它找到一個激活分區(qū)時，它將繼續(xù)掃描剩下的分區(qū)表中的分區(qū)，以便確認他們都是未激活的。確認完畢后，激活分區(qū)的啟動記錄從設備中被讀到RAM，并被執(zhí)行。
#p#副標題#e#
四、 第二階段boot loader
起著次作用，或者說是第二boot loader，可以更加形象得被稱為內(nèi)核加載程序。這個階段的任務就是加載linux內(nèi)核，以及可選的初始化內(nèi)存盤。
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小知識：GRUB階段的boot loaders
在/boot/grub目錄中包含有stage1,stage2和stage1.5的boot loaders，同時還有不少可選的loaders（例如，CD-ROM使用的就是iso9660_stage_1_5）
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把第一階段和第二階段的boot loaders聯(lián)合起來，就是在x86個人電腦中，我們所說的linux loader（LILO）或者GRand Unified Bootloader(GRUB)。由于GRUB修正了一些LILO中存在的缺陷，因此下面就讓我們來看看GRUB（如果你希望得到更多的關于GRUB， LILO和與之相關話題的討論資源，請見文后的參考資料）
對于GRUB來說，一個比較好的方面就是它包含了linux文件系統(tǒng)的知識。與LILO使用裸扇區(qū)不同的是，GRUB能夠從ext2或者 ext3文件系統(tǒng)中加載linux內(nèi)核。它是通過將本來兩階段的boot loader轉(zhuǎn)換成三個階段的boot loader。在第一階段（MBR）中會啟動stage1.5的boot loader來理解linux內(nèi)核鏡像中的特殊的文件系統(tǒng)格式，例如，reiserfs_stage1-5(用于從reiserf日志文件系統(tǒng)中進行加載)或e2fs+stage1_5(用于從wxt2或ext3文件系統(tǒng)進行加載）。當stage1.5的boot loader被加載并運行時，stage2 的boot loader才能被加載。
當stage2被加載時，GRUB能根據(jù)請求的情況顯示一個可選內(nèi)核的清單（在 /etc/grub.conf 中進行定義，同時還有幾個軟符號鏈接 /etc/grub/menu.lst 和 /etc/grub.conf)。你可以選擇一個內(nèi)核，修改其附加的內(nèi)核參數(shù)。同時，你可以選擇使用命令行的shell來對啟動過程進行更深層次的手工控制。
在第二階段boot loader存在與內(nèi)存中后，就可以對文件系統(tǒng)進行查詢了，同時，默認的內(nèi)核鏡像以及初始化內(nèi)存盤鏡像也被加載到內(nèi)存中。一切準備完畢之后，第二階段的boot loader就會調(diào)用內(nèi)核鏡像。
2. 內(nèi)核啟動：創(chuàng)建1＃進程并執(zhí)行，由它創(chuàng)建若干內(nèi)核線程（kernel thread），然后裝入并執(zhí)行程序/sbin/init（變成一個用戶進程）。此后，init根據(jù)/etc/inittab配置文件來執(zhí)行相應的腳本進行系統(tǒng)初始化，如設置鍵盤、字體，裝載模塊，設置網(wǎng)絡等。
對于Redhat來說，執(zhí)行的順序為：
/etc/rc.d/rc.sysinit # 由init執(zhí)行的第一腳本
/etc/rc.d/rc $RUNLEVEL # init執(zhí)行指定運行級別（$RUNLEVEL為缺省的運行模式）的各腳本；
/etc/rc.d/rc.local #運行模式2、3、5時會運行的腳本
/sbin/mingetty（或getty） # 等待用戶登錄
/etc/inittab中指定了系統(tǒng)的運行級別（RUNLEVEL），init根據(jù)運行級別啟動相關的服務（一些后臺進程），實現(xiàn)不同的功能。
RUNLEVEL值為:0－6
0：halt， 1：單用戶，2：多用戶，3：多用戶并啟動NFS服務
4：保留，5：運行xdm（X window）以圖形界面方式登錄
6：reboot
3./etc/inittab文件
/etc/inittab的文件內(nèi)容如下：
# 設定系統(tǒng)開機預設的RUNLEVEL：
id:3:initdefault:
# 開始進行RUNLEVEL的服務啟動前，使用來偵測與初始化系統(tǒng)環(huán)境的設定文件：
si::sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit
# 7 個不同 run level 的，需要啟動的服務的 scripts 放置路徑：
l0:0:wait:/etc/rc.d/rc 0
l1:1:wait:/etc/rc.d/rc 1
l2:2:wait:/etc/rc.d/rc 2
l3:3:wait:/etc/rc.d/rc 3
l4:4:wait:/etc/rc.d/rc 4
l5:5:wait:/etc/rc.d/rc 5
l6:6:wait:/etc/rc.d/rc 6
# 是否允許按下 [ctrl]+[alt]+[del] 就重新開機的設定項目：
ca::ctrlaltdel:/sbin/shutdown -t3 -r now
# 本機端終端機啟動的個數(shù)：
1:2345:respawn:/sbin/mingetty tty1
2:2345:respaw
關鍵詞標簽：Linux啟動流程
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