Linux开机过程

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开机过程

　　开机过程指的是从按下电源键开始，到进入系统登陆画面前所经历的过程。

MBR与磁盘分区

　　在目前x86的系统架构中，系统硬盘位于第0号磁道：0到511KB的区块为MBR（硬盘中的每个磁道容量为512KB），开机管理程序使用这块区域来储存第一阶段开机引导程序（stage1）。接着位于1到62号磁道做为第1.5阶段的开机引导程序（stage1.5），从第63号磁道开始才是操做系统的分区。

　　主引导记录（MBR，Master Boot Record）是位于磁盘最前边的一段引导（Loader）代码。它负责磁盘操做系统(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，它由磁盘操做系统(DOS)在对硬盘进行初始化时产生。

　　MBR的内容分为三部分：第一部分是0到445KB，是计算机的基础导引程序，也称为第一阶段的导引程序；接着446KB到509KB为磁盘分区表，由四个分区表项构成（每一个16个字节）。负责说明磁盘上的分区状况。内容包括分区标记、分区的起始位置、分区的容量以及分区的类型。最后一部分为结束标志只占2KB，其值为AA55，存储时低位在前，高位在后。

从百度百科借了张图：

 

 

MBR中紧跟在主引导程序后的主分区表这64字节（01BE~01FD）中包含了许多磁盘分区描述信息，尤为是01BE~01CD这16字节，包含了分区引导标志bootid、分区起始源头beghead、分区起始扇区relsect、分区起始柱面begcy一、操做系统类型systid、分区结尾磁头endhead、分区结尾扇区begsect、分区结尾柱面begcy一、分区扇区起始位置relsect、分区扇区总数numsect。

其中分区引导标志bootid表示当前分区是否能够引导，若为0x0，则表示该分区为非活动区；若为0x80，则为可开机启动区。如有多个开机启动区，则由用户开机时的选择而定（如GRUB的菜单）。

分区扇区起始位置relsect表示分区中第一个扇区相对于磁盘起始点的偏移位置。

开机管理程序

linux上的开机管理程序有LiLO和GRUB，前者是早期的产物，在近年来的Linux操做系统都以GRUB做为默认软件包。

GNU GRUB（GRand Unified Bootloader简称“GRUB”）是一个来自GNU项目的多操做系统启动程序。GRUB是多启动规范的实现，它容许用户能够在计算机内同时拥有多个操做系统，并在计算机启动时选择但愿运行的操做系统。GRUB可用于选择操做系统分区上的不一样内核，也可用于向这些内核传递启动参数。

运行层级

运行层级（run level）共有7个，分别为0、一、二、三、四、五、6，其中0表示关机、1表示单人模式、6表示从新启动。中间的二、三、四、5因Linux发行商而异。

过程解析

 从按下电源开始到登陆画面中全部的过程。

 登陆程序依序分为BIOS、GRUB、内核加载、与init程序四个步骤。

BIOS

当按下电源按钮后，系统就会运行BIOS检测，包含检查系统的硬件配置、执行系统诊断程序、找出系统硬盘，把第0号磁道中的开机导引程序加载到内存中，以后就由GRUB接手后续的开机程序。

GRUB

GRUB是一个较大的程序，自己容量超过MBR的限制（512KB），所以GRUB将开机程序分割为stage一、stage2，并在1与2之中加上选用的程序stage1.5，如e2fs_stage1_五、fat_stage1_5等。

由BIOS接手后的GRUB，会由stage1转接到stage2（或stage1.5），并找出和载入位于/boot的内核文件。内核文件位于/boot之下。

接着会将内存映像文件（.img）加载到内存中，并使用cpio命令将内容解压缩到/boot之下。若是硬件的功能都别编入内核中，这个动做是不须要的；但若编译为模块且必须在开机时加载，这个步骤就是必要的。

将内核与必要的映像文件加载后，系统开机的过程就交给内核处理了。

内核载入

 内核接手系统开机的程序以后，会进行初始化，包括检测硬件、设置硬件设备、时钟设定、加载模块等，这动做完成后会释放出曾占用的内存空间。

 接着启动文件系统相关的设定，首先会挂接根目录（“/”），再读取分区表（/etc/fstab）并挂接全部的分区与启动SWAP。最后系统启动/sbin/init程序，并运行硬件与软件相关的系统常驻程序。

 内核在开机的做用到此告一段落。

init程序

Init是系统的第一个进程，所以PID为0，也是全部进程的父进程，init启动后会先执行etc/rc.d/rc.sysinit，并读取配置文件/etc/inittab中的设定

 init的具体内容可参考：

https://blog.csdn.net/u012206617/article/details/93088996