Linux 引导过程：一步一步探索

Linux 引导过程：一步一步探索

概述

Linux 引导（Boot）是计算机启动过程中的第一个步骤，也是操作系统加载到计算机内存并开始运行的关键过程。本文将从引导程序的加载、内核的启动、初始化过程等方面一步一步探索 Linux 引导过程。

引导程序的加载

BIOS/UEFI

在计算机启动时，BIOS（Basic Input/Output System）或 UEFI（Unified Extensible Firmware Interface）会首先运行。它们负责检查硬件，初始化设备，并将控制权交给引导程序。

BIOS 是传统的引导方式，它位于计算机的固件中。UEFI 是较新的引导方式，提供更多功能和灵活性。无论使用 BIOS 或 UEFI，目标都是加载引导程序到内存中。

主引导记录（MBR）

引导程序通常存储在主引导记录（MBR）中。MBR 是硬盘上的一小段特殊区域，通常位于磁盘的第一个扇区。

BIOS/UEFI 读取 MBR 并将控制权传递给引导程序。引导程序的大小有限，因此它的主要工作是加载更大的引导加载程序（Bootloader）。

引导加载程序（Bootloader）

GRUB

GRUB（Grand Unified Bootloader）是流行的引导加载程序，常用于 Linux 发行版。它的主要功能是加载内核并传递启动参数。

GRUB 的配置文件位于 /boot/grub 目录下的 grub.cfg 文件中。在该文件中，可以定义默认引导的操作系统、内核参数、启动菜单等。

default={操作系统编号}
timeout={超时时间}
menuentry '操作系统名称' {
    // 内核加载参数
    linux /boot/vmlinuz-{内核版本} {内核参数}
    // 根文件系统
    initrd /boot/initrd-{内核版本}
}

内核的启动

内核加载

引导加载程序根据配置文件中指定的内核和参数，将内核加载到内存中的合适位置。加载后，引导加载程序改为把控制权传递给内核。

初始化过程

内核启动后，进入初始化（Initialization）过程。这个过程包括设置硬件、初始化驱动程序、挂载根文件系统等。

Linux 内核使用 init 进程作为系统的第一个进程。init 进程读取 /etc/inittab 文件，根据配置的运行级别（Runlevel）来决定启动哪些系统服务。

总结

Linux 引导过程是计算机启动的关键步骤，涉及 BIOS/UEFI、主引导记录、引导加载程序以及内核启动和初始化等过程。每个步骤都起着重要的作用，确保操作系统可以正确加载和运行。了解 Linux 引导过程有助于我们更好地理解操作系统的启动过程。

注意：本文所述为一般情况，不同的 Linux 发行版和版本可能存在细微差异。