Linux菜鸟起飞之路【九】系统启动流程

Linux系统启动流程

BIOS -> MBR  -> BootLoader -> Kernel -> init

 

1.打开电源后，计算机从主板的BIOS中读取其中存储的程序。这些程序通常包含了CPU的相关信息、设备启动顺序信息、硬盘信息、内存信息、时钟信息、PnP特性等等。BIOS允许用户在U盘，硬盘，光盘等介质中选择一个来启动计算机。在BIOS将系统的控制权交给用户选择存储介质第一个扇区之后，就开始由Linux来控制系统了。

2.计算机起始的512 Byte，即第0磁道的第一个扇区叫做“主引导记录”，即“MBR（Master Boot Record）”。MBR的512字节存放了预启动信息和分区表信息。可分为两部分：第一部分为引导区(PRE-BOOT)，占了446个字节;第二部分为分区表(PARTITION PABLE)，共有64个字节，记录硬盘的分区信息。最后的两个字节是结束的标志位。MBR会告诉计算机从该设备的某一个分区来装载引导加载程序，即BootLoader。

3.BootLoader就是在操作系统内核运行之前运行的一段小程序。通过这段小程序，我们可以初始化硬件设备、建立内存空间的映射图，从而将系统的软硬件环境带到一个合适的状态，以便为最终调用操作系统内核做好一切准备。通常，BootLoader:是严重地依赖于硬件而实现的，不同体系结构的系统存在着不同的BootLoader。

　　Linux的引导扇区内容是采用汇编语言编写的程序，其源代码在arch/i386/boot中(不同体系的CPU有其各自的boot目录)，有4个程序文件：

　　bootsect.S，引导扇区的主程序，汇编后的代码不超过512字节，即一个扇区的大小

　　setup.S，引导辅助程序

　　edd.S,辅助程序的一部分，用于支持BIOS增强磁盘设备服务

　　video.S,辅助程序的另一部分，用于引导时的屏幕显示

　　BootLoader有若干种，其中Grub、Lilo和spfdisk是常见的BootLoader。

　　系统读取内存中的BootLoader配置信息，并依照此配置信息来启动不同的操作系统。

4.根据BootLoader的信息，系统会读取内核映像并解压缩，在进行初始化后，Kernel会首先预留出自己运行所需要的空间，然后通过驱动程序（Driver）检测计算机可用的硬件。随后，kernel会启动/sbin/init，该程序是系统的第一个程序，它会读取/etc/inittab文件，并依据此文件来进行初始化工作。到此Kernel的工作结束。

5.init读取/etc/inittab最主要的作用就是设定Linux的运行等级，其设定形式是“：id:5:initdefault:”，这就表明Linux需要运行在等级5上。

Linux的运行等级设定如下：

　　0：关机

　　1：单用户模式

　　2：无网络支持的多用户模式

　　3：有网络支持的多用户模式（我们常用的命令行界面）

　　4：保留，未使用

　　5：有网络支持有X-Window支持的多用户模式（图形界面）

　　6：重新引导系统，即重启

之后init会执行一系列的脚本，有设置计算机名称、失去，检测文件系统，挂载硬盘，清空临时文件，设置网络等功能。至此，操作系统准备就绪。