Linux系统的引导过程

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1、6.2Linux系统的引导过程Linux系统的引导和初始化过程可以分为两个阶段，如图6.3所示图6.3Linux内核启动过程示意图第1阶段：完成硬件检测、初始化和内核的引导。第2阶段：主要是init初始化进程的执行。1．BIOS自检计算机通电后，首先由BIOS进行自检，即所谓的POST（PowerOnSelfTest），对硬件进行检测，然后BIOS必须确定要使用哪个设备来引导系统，此时会根据CMOS中设置的引导顺序，搜索处于活动状态并可引导的设备（硬盘、CDROM、USB设备或软盘），当找到一个引导设备之后，从中读出引导块或MBR（MBR，Mast

2、erBootRecord）。主引导记录MBR中包含主引导加载程序。MBR是一个512B大小的扇区，位于磁盘的第一个扇区中（0道0面1扇区）。当MBR被加载到RAM中之后，BIOS会把控制权交给MBR。注意，要看MBR的内容，可以执行如下命令：#ddif=/dev/hdaof=mbr.binbs=512count=1//从/dev/hda上读取前512B的内容，将其写入mbr.bin文件中#od-xambr.bin//以十六进制和ASCII码格式打印这个二进制文件的内容MBR中的主引导加载程序是一个512B大小的映像，其中包含程序代码和一个分区表。前

3、446B是主引导加载程序，其中包含可执行代码和错误消息文本。接下来的64B是分区表，其中包含4个分区的记录（每个记录的大小是16个字节）。MBR以两个特殊数字的字节（0xAA55）结束。这个数字会用来进行MBR的有效性检查。2．启动GRUBGRUB是引导加载程序，会引导操作系统。当机器引导它的操作系统时，BIOS会读取引导介质上最前面的512字节（MBR，MasterBootRecord）主引导加载程序（第一阶段的引导加载程序）的主要作用是查找并加载次引导加载程序，它是通过在分区表中查找一个活动分区来实现这种功能的。当找到一个活动分区时，会扫描分区

4、表中的其它分区，以确保它们都不是活动的。当这个过程验证完成之后，就将活动分区的引导记录（第二阶段的引导加载程序）从这个设备中读到RAM中，并执行它。第二阶段的引导加载程序（次引导加载程序）可以更形象地称为内核加载程序。主要作用是将默认的内核映像和initrd映像加载到内存中。在PC环境中，第一阶段和第二阶段的引导加载程序一起称为GRandUnifiedBootloader（GRUB）。在GRUB命令行环境中（启动电脑后，在GRUB界面中按C键进入），可以使用initrd映像引导一个特定的内核，方法如下：grub>kernel(hd0,2)/Poss

5、iblefilesare:lost+foundsysprocvartmpdevetcrootselinuxusrbinboothomelibmediamntoptsbinsrvmisctftpboot.autofscknetcache_dbgrub>kernel(hd0,2)/boot/vmlinuz-2.6.18-128.el5[Linux-bzImage,setup=0x1e00,size=0x1bbeb4]grub>initrd(hd0,2)/boot/initrd-2.6.18-128.el5.img[Linux-initrd@0x2fd7

6、9000,0x266c72bytes]grub>当内核映像被加载到内存后，内核阶段就加开始了。3．加载内核当内核映像被加载到内存中，并且阶段2的引导加载程序释放控制权之后，内核阶段就开始了。内核映像并不是一个可执行的内核，而是一个压缩过的内核映像。通常它是一个zImage（压缩映像，小于512KB）或一个bzImage（较大的压缩映像，大于512KB）。在这个内核映像前面是一个例程，它实现少量硬件设置，并对内核映像中包含的内核进行解压，然后将其放入高端内存中，如果有初始RAM磁盘映像，就会将它移动到内存中，并标明以后使用。然后该例程会调用内核，并开

7、始启动内核引导的过程。在内核引导过程中，初始RAM磁盘（initrd）是由次引导加载程序加载到内存中的，它会被复制到RAM中并挂载到系统上。这个initrd会作为RAM中的临时根文件系统使用，并允许内核在没有挂载任何物理磁盘的情况下完整地实现引导。由于与外围设备进行交互所需要的模块可能是initrd的一部分，因此内核可以非常小，但是仍然需要支持大量可能的硬件配置。在内核引导之后，就可以正式挂载根文件系统了，此时会将initrd根文件系统卸载掉，挂载真正的根文件系统。注意：在一个没有硬盘的嵌入式环境中，initrd可以是最终的根文件系统，或者通过网络

8、文件系统（NFS）挂载最终的根文件系统。4．执行init进程内核被载入内存，开始运行并初始化所有的设备驱动程序和数据结构等