6、系统启动与引导加载器全解析

系统启动与引导加载器全解析

1. 系统固件与启动方式

如今，新的PC硬件大多支持UEFI，但仍有大量BIOS系统在使用。虚拟化环境也常采用BIOS作为底层启动机制，所以BIOS短期内不会消失。在未来几年，你可能会同时遇到这两种系统，而且UEFI对旧的BIOS机制也有一定兼容，了解BIOS知识有助于解读UEFI文档。

1.1 Legacy BIOS

传统BIOS认为启动设备以主引导记录（MBR）开始。MBR包含一级引导加载器（即“引导块”）和原始磁盘分区表。引导加载器可用空间很小（小于512字节），只能加载并运行二级引导加载器。
一级引导块和BIOS都无法读取标准文件系统，所以二级引导加载器需存放在容易找到的地方。常见的情况有：
- 卷引导记录 ：引导块从MBR读取分区信息，找到标记为“活动”的磁盘分区，然后从该分区开头读取并执行二级引导加载器。
- MBR与第一个磁盘分区之间的区域 ：由于历史原因，第一个分区从第64个磁盘块开始，该区域通常至少有32KB存储空间，可存放文件系统驱动，GRUB引导加载器常用这种存储方式。

要成功启动，引导链的所有组件都需正确安装且相互兼容。MBR引导块与操作系统无关，但因它假定了二级引导的特定位置，所以可能有多个版本可供安装。二级引导加载器通常了解操作系统和文件系统，且有自己的配置选项。

1.2 UEFI

UEFI规范包含现代磁盘分区方案GPT（全局唯一标识符分区表），还支持FAT文件系统。这些特性定义了EFI系统分区（ESP）的概念。启动时，固件通过GPT分区表找到ESP，然