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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,基于 的内核的 CentOS 系统,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(Basic Input / Output System) ,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 Flash EPROM 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 BIO S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-on self test) ,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 BIO S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 Master Boot Record 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 ( Disk Partition table )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: 1. Partition ID(5:延申 82 : Swap 83 : Linux 8e : LVM fd: RA