小c学Linux(11)--开机系统启动流程

计算机开机后,是怎么一步一步的初始化，然后将系统启动起来，提供一个界面然我们能够操作应用程序，或者是操作shell跟内核进行交互呢？

POST（Power On Self Test）

post加电自检：

1. 计算机任何操作都是由CPU执行指令完成的
2. 而CPU是一堆硬件，想让它跑起来进行自检，得给他指令，这个指令在ROM中
3. CPU必须能够找到存放在ROM中的指令
4. 谁给CPU一个指令：“去ROM中某某位置加载开机自检指令“呢？
5. CPU生产商生产时就指定了这个去ROM的特定位置找开机自检的指令
6. ROM生产商根据CPU默认设置的特定地址，默认在生产ROM时给此特定位置存储开机自检指令

所以，整个POST加电自检过程就是：计算机开机一通电，就自寻ROM特定位置加载开机自检指令，而后对电脑硬件设备进行自检。

BIOS（Basic Input Output System）

基本输入输出系统bios，它是一组固化到计算机内主板上一个ROM芯片上的程序，它保存着计算机最重要的基本输入输出的程序、开机后自检程序和系统自启动程序，它可从CMOS中读写系统设置的具体信息。如果磁盘分区1,2,3,4分别有1,2,3,4个操作系统，默认加载磁盘1，2，3，4的bootloader.如果1坏了，则必须调整为2，1，3，4让2为第一个boot sequence。

MBR（Main Boot Record）

主引导记录mbr,是位于磁盘最前边的一段引导（Loader）代码，磁盘的第0扇区。它负责磁盘操作系统(DOS)对磁盘进行读写时分区合法性的判别、分区引导信息的定位，它由磁盘操作系统(DOS)在对硬盘进行初始化时产生的。

1. 当加电自检完成后，就要加载内核了，加载内核了再由内核完成整个操作系统的加载。
2. 从哪儿找内核？从外部设备，比如硬盘。
3. 硬盘是设备，貌似要驱动
4. 但是驱动硬件设备是靠内核完成的呢，我们还没有加载内核，怎么驱动硬盘设备？
5. 所以，硬盘不需要内核驱动，硬盘在硬件平台上就能够被找到，能够直接访问
6. 直接读取硬盘的第0扇区上的主引导记录MBR
   
   • 446: bootloader 一段引导程序
   • 64：分区表
   • 2：5A
7. 内核以文件的形式存储在某个分区上，bootloader必须能够正确加载它
8. 内核以文件的形式存储在分区上，那该分区必须有文件系统，但是操作系统还没启动，bootloader怎么识别这个文件系统
9. bootloader在系统装到磁盘上时就能够识别vmlinuz所在分区
10. 通过BIOS里的boot sequence启动顺序可以正确加载我们想要的内核
11. 任何程序都必须放在内存中执行，内核文件必须存储在基本磁盘分区，不能存储在raid或lvm上，因为bootloader只能识别基本磁盘分区
12. 这时候，bootloader能够把内核加载到内存了，内核能够自解压，加载到内存之前进行压缩，加载之后进行解压。
13. bootloader完成任务后，后面交由内核继续完成操作系统的初始化

/sbin/init

操作系统初始化的操作进程，/etc/inittab 和 /etc/init/*.conf是其配置文件

1. 要执行/sbin/init，内核必须要识别/根分区，找到/sbin目录
2. 这时候内核要依靠initrd这个文件系统来完成。它是什么东西？它把硬盘模拟成了磁盘，包含了/根、/bin、/sbin等分区，是在安装操作系统时指定和内核vmlinuz一起存储在基本分区上的。
3. 内核通过initrd能够将/根分区正确挂载到硬盘上
4. 最后通过执行/sbin/init配置系统初始化环境

最后总结整个操作系统的启动过程就是：POST->BIOS->MBR->kernel->/sbin/init

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