linux开机引导

开机引导过程

第一阶段：硬件引导启动

打开电源

BIOS

• POST初始化硬件：cpu，内存，显卡，io设备等
• 确定启动设备：硬盘，光盘，网络，U盘。

当以硬盘为启动项时，读取第一个扇区(MBR,512字节)到内存。

MBR

MBR的512字节分为三个部分：

• 引导加载程序(Boot Loader)446字节：引导加载程序负责引导操作系统，它通常会读取分区表，找到活动（active）分区，并加载该分区的引导扇区，从而启动操作系统。其中包含了GRUB程序的一部分。
• 分区表(Partition Table)64字节：分区表描述了硬盘上的分区布局，包括分区的起始位置、大小和分区类型等信息。每个主分区或扩展分区都有一个16字节的分区表项来描述。
• 结束标志 2字节：MBR的最后两个字节用于存储结束标志 0x55AA，以标识MBR的结尾。

总结：运行放在MBR扇区里的启动 GRUB引导程序。

第二阶段：GRUB2启动引导(gran utified bootloader)

grud是grand utified bootioader的简称，本质就是一个迷你的操作系统，它负责加载真正的操作系统，linux将bootloader的程序码执行与设置值载入分成两个阶段(stage)来执行：
Stage1:执行bootloader主程序：第一阶段为执行bootloader的主程序，这个主程序必须要被安装在开机区，亦即是mbr或者是bootsector。但是，因为mbr实在太小了，所以，mbr或bootsector通常仅安装boot loader 的最小主程序，并没有安装loader 的相关配置文件；
Stage2:主程序载入配置文件：第二阶段为通过bootloader载入所有配置文件与相关的环境参数文件（包括文件系统定义与主要配置文件grub.cfg)，一般来说，配置文件都在/boot下面。

总结：GRUB引导程序通过读取GRUB配置文件/boot/grub2/grub.cfg，来获取内核和镜像文件系统的设置和路径位置。

第三阶段：内核引导

/boot/vmlinuz：

这是Linux内核的压缩形式。内核是操作系统的核心部分，负责管理系统的资源和提供各种系统服务。vmlinuz文件包含了Linux内核的可执行代码，它是系统启动时加载到内存中的部分，负责启动并运行Linux操作系统。
在启动过程中，Boot Loader（如GRUB）会加载vmlinuz文件到内存，并将控制权交给它，以启动Linux操作系统。

/boot/initramfs：

initramfs（Initial RAM File System）是一个临时的根文件系统，它被加载到内存中，并在系统引导过程中用来提供必要的设备驱动程序和工具，以便在正式的根文件系统（如/）被挂载之前完成系统初始化过程。
initramfs通常包含了用于加载真正的根文件系统所需的设备驱动程序、文件系统模块、工具和其他必要的文件。它的主要目的是在引导过程中提供必要的支持，以便正确地挂载并启动真正的根文件系统。
一旦真正的根文件系统被成功挂载，initramfs就会被卸载并释放内存。

内核初始化

总结：把内核和镜像文件系统加载到内存中 可以使用

第四阶段：系统初始化

/uer/lib/systemd/system

systemd 进程开始执行各种单元文件中指定的任务，包括加载并启动其他系统服务、挂载文件系统、设置系统时间等。

第五阶段：启动终端

一旦系统初始化完成，通常会显示登录界面，等待用户登录。用户登录后，系统会启动用户环境并提供相应的服务。