1. Linux 引导过程简介
Linux 启动代码之旅，首先我们需要了解 Linux 的引导过程。当计算机开机时，BIOS 会首先运行并完成自检等硬件初始化工作，然后将引导权交给 MBR（Master Boot Record）。
MBR 存储着启动设备的引导记录，并包含一个小程序 GRUB（GNU GRand Unified Bootloader）。GRUB 的主要作用是加载 Linux 内核及相关系统文件，并在引导过程中提供菜单供用户选择。
引导过程分为两个阶段：第一阶段由 GRUB 负责加载，第二阶段由 Linux 内核负责。
2. GRUB 的工作原理
GRUB 的工作分为两个阶段：第一阶段和第二阶段。
2.1 第一阶段
第一阶段 GRUB 位于 MBR，其主要任务是加载第二阶段 GRUB。第一阶段的代码非常简洁，只需占用 512 字节。第一阶段 GRUB 先读取自身的配置文件 grub.conf（或者 grub.cfg），然后根据配置文件中的设置加载第二阶段的代码。
stage1_5 = (hd0) (hd0,4) +1
上面的代码是配置文件 grub.conf 中的内容。其中 stage1_5 指定了第二阶段 GRUB 的位置，(hd0) 表示硬盘的第一个分区，(hd0,4) 表示第一个硬盘的第五个分区。+1 表示从第二阶段 GRUB 的起始位置加载。
2.2 第二阶段
第二阶段 GRUB 一旦被加载成功，就会进入命令行界面，等待用户选择。用户可以选择要启动的操作系统和内核版本等。选择完毕后，GRUB 会根据用户的选择加载相应的内核及文件系统模块，并将控制权交给 Linux 内核。
第二阶段 GRUB 的基础是一个目录和文件的树结构，具体文件在配置文件中定义。GRUB 根据配置文件中的指令和参数，搜索和加载内核文件及其依赖的文件模块。这些文件模块包括设备驱动程序、文件系统驱动程序等。
3. Linux 内核启动过程
当 GRUB 将控制权交给 Linux 内核后，Linux 内核开始执行自己的初始化操作，并加载 initrd 文件（若存在）。
Linux 内核的启动过程包括以下几个步骤：
3.1 加载内核
Linux 内核是由编译得到的二进制文件 vmlinuz（或 vmlinux）存储的。
Loading Linux ...
在内核加载过程中，屏幕上会显示出类似上述的提示信息。内核加载完毕后，控制权交给了内核的启动参数处理程序。
3.2 启动参数处理
在加载完内核后，内核会解析传递给它的启动参数。启动参数中包含了内核启动时的一些配置信息，比如根文件系统的位置、启动级别等。
kernel /boot/vmlinuz-5.12.0-rc5 root=/dev/sda2 ro
上述代码是一个内核的启动参数示例，其中 root 指定了根文件系统的位置，一般为 /dev/sda2，ro 表示以只读方式挂载。
3.3 硬件初始化
内核会先进行硬件的初始化工作，包括 CPU、内存、硬盘等设备的初始化。
Initializing CPU#0...
上述代码是内核进行 CPU 初始化的提示信息。
3.4 启动 init 进程
内核初始化完毕后，会启动 init 进程，init 进程是用户空间的第一个进程。init 进程负责系统的初始化和进程的管理，是用户空间的“老祖宗”。
4. 总结
本文简要介绍了 Linux 的引导过程，并详细阐述了 GRUB 和 Linux 内核的启动过程。GRUB 负责加载 Linux 内核及相关文件，而 Linux 内核初始化硬件并启动 init 进程。理解 Linux 的引导过程对于深入了解 Linux 系统的工作原理以及系统调优等方面都非常重要。
参考文献：
[1] Silberschatz, A., Galvin, P. B., & Gagne, G. (2018). Operating System Concepts (10th ed.). Wiley.