Linux操作系统启动过程详解.doc

Linux操作系统启动过程详解TUNA发表于2012-09-12分类:IT运维376次阅读4条评论如果你对Linux操作系统有一定的了解,想对其更深层次的东西做进一步探究。这当中就包括系统的启动流程、文件系统的组成结构、基于动态库和静态库的程序在执行时的异同、协议栈的架构和原理、驱动程序的机制等等。其中Linux操作系统启动过程肯定是大家最有兴趣了解的,这里在综合了现有网上大家智慧的基础上,,对Linux的启动流程做了些分析,希望对大家有所帮助。OK,我们言归正传。对于一台安装了Linux系统的主机来说,当用户按下开机按钮时,一共要经历以下几个过程,如图:其中,每个过程都执行了自己该做的初始化部分的事情,有些过程又可分为好几个子过程。接下来,我们就对每个阶段做一个详细分析和讲解。一、BIOS自检稍有计算机基础的人都应该听过BIOS(BasicInput/OutputSystem),又称基本输入输出系统,可以视为是一个永久地记录在ROM中的一个软件,是操作系统输入输出管理系统的一部分。早期的BIOS芯片确实是”只读”的,里面的内容是用一种烧录器写入的,一旦写入就不能更改,除非更换芯片。现在的主机板都使用一种叫FlashEPROM的芯片来存储系统BIOS,里面的内容可通过使用主板厂商提供的擦写程序擦除后重新写入,这样就给用户升级BIOS提供了极大的方便。BIOS的功能由两部分组成,分别是POST码和Runtime服务。POST阶段完成后它将从存储器中被清除,而Runtime服务会被一直保留,用于目标操作系统的启动。BIOS两个阶段所做的详细工作如下:步骤1:上电自检POST(Power-onselftest),主要负责检测系统外围关键设备(如:CPU、内存、显卡、I/O、键盘鼠标等)是否正常。例如,最常见的是内存松动的情况,BIOS自检阶段会报错,系统就无法启动起来;步骤2:步骤1成功后,便会执行一段小程序用来枚举本地设备并对其初始化。这一步主要是根据我们在BIOS中设置的系统启动顺序来搜索用于启动系统的驱动器,如硬盘、光盘、U盘、软盘和网络等。我们以硬盘启动为例,BIOS此时去读取硬盘驱动器的第一个扇区(MBR,512字节),然后执行里面的代码。实际上这里BIOS并不关心启动设备第一个扇区中是什么内容,它只是负责读取该扇区内容、并执行。至此,BIOS的任务就完成了,此后将系统启动的控制权移交到MBR部分的代码。PS:在个人电脑中,Linux的启动是从0xFFFF0地址开始的。二、系统引导我们首先来了解一下MBR,它是MasterBootRecord的缩写。硬盘的0柱面、0磁头、1扇区称为主引导扇区。它由三个部分组成,主引导程序(Bootloader)、硬盘分区表DPT(DiskPartitiontable)和硬盘有效标志(55AA),其结构图如下所示:磁盘分区表包含以下三部分:(5:延申82:Swap83:Linux8e:LVMfd:RAID),诸如lilo、grub这些常见的引导程序都直接安装在MBR中。我们以grub为例来分析这个引导过程。grub引导也分为两个阶段stage1阶段和stage2阶段(有些较