linux发行版一般启动顺序

linuxPC发行版一般启动顺序

一般linuxPC发行版都经历了BIOS,MBR,BootLoader,内核,一系列过程,下面说的就是这个过程

针对嵌入式设备启动请参考嵌入式启动顺序

为什么强调PC发行版呢?因为现在有专门为arm做的linux发行版问世了

PC一般用的是intel 或者amd 处理器,架构一般为 x86 或者 x86_64

按电源键

性质:
	硬件
功能:
	这时候会在处理器上的reset引脚上产生一个高电平信号?
	然后 处理器就开始工作
	设置 pc 寄存器 为 固定的值 ,0XFFFF0,这是 BIOS所在的起始位置
	然后 下一步就开始执行 BIOS
问题:

	不过既然有电信号,供电哪里来的?
	处理器在按电源键之前就一直被供电吗?

1/BIOS

性质:
	代码
非易失性存储器位置:
   	BIOS是一组固化到计算机主板上rom芯片的程序,但是现在都不用ROM了,用的都是EEPROM
易失性存储器位置:
	0XFFFF0
功能:
	BIOS在启动的时候会读取CMOS里面的内容,了解硬件信息(如启动设备的顺序)
	做开机自检(如确定时钟速度)
	初始化硬件(如设定即插即用设备)
    
	读 第一个启动设备的 Boot Sector ,并验证BRID是否为0X55AA,如果不是,则下一个,如果是,则控制权移交MBR
	读 第二个启动设备的 Boot Sector ,并验证BRID是否为0X55AA,如果不是,则下一个,如果是,则控制权移交MBR
	...
    读 第N个启动设备的 Boot Sector ,并验证BRID是否为0X55AA,如果不是,则启动失败,如果是,则控制权移交MBR

其他:
	BIOS升级就是重新刷写EEPROM
	BIOS在整个计算机只有一个,对应一台电脑上的多个硬盘硬盘
	CMOS是一块RAM芯片,但是一直被纽扣电池供电,所以一直不掉数据
	CMOS里面设置了BIOS读取启动设备的顺序,时间,等其他内容.

如何进入BIOS

2/MBR

每个启动设备的 第一个扇区(512字节) 被称为Boot Sector 
而每个合格的启动设备 的 Boot Sector 都会包括且初始化为三部分
MBR(446字节) DPT(64字节) BRID(2字节)
而 我们说的 MBR 就是 Boot Sector 的一部分

性质:
	代码
非易失性存储器位置:
	启动设备的 Boot Sector 的 前446字节
易失性存储器位置:
	不清楚
功能:
	1. 提供菜单(转交哪个BootLoader控制或者加载内核)
	2. 转交其他BootLoader

其他:
	MBR在每个系统磁盘会有一个,对应一个磁盘上的多个系统分区
	如果磁盘A和B上都有MBR,且引导不同的系统,那么我们让其从不同的MBR启动,是通过修改 Boot Sector 中的 BRID
	哪个盘里面的 BRID 为 0X55AA,从哪里的 MBR 启动
	
	MBR也能加载内核吗?不清楚,待确认

	注意: 这个 第一扇区的 MBR 可以被 (GRUB 的 stage1) (GRUB2 的 boot.img) 取代
			且取代 MBR的部分可以放到其他活动分区的第一扇区

3/BootLoader

性质:
	代码,有很多实现, LILO GRUB 等
非易失性存储器位置:
	不清楚
易失性存储器位置:
	不清楚
功能:
	加载内核或其他的bootloader
其他:
	GRUB可以识别文件系统
	GRUB的启动可以配置,配置文件中可以通过 (内核启动成功后的根文件系统中查看,在 /boot/grub/)

4/内核

性质:
	代码
非易失性存储器位置:
	/boot/vmlinuz
易失性存储器位置:
	不清楚
功能:
    //之前BootLoader已经成功加载内核和initrd,并将控制权交给内核的第一条指令
    1/内核自解压  // 自解压代码并没有被压缩.且自解压代码在vmlinuz 镜像的头部
    2/内核运行检测硬件
    3/内核挂载initrd到rootfs
    4/执行initrd虚拟根文件系统的init
        4.1/加载驱动,/lib/modules/下的驱动文件(包括USB/RAID/LVM/SCSI)
        4.2/挂载实际的根文件系统(硬盘上的文件系统,一般是ext3格式)
        4.3/卸载虚拟根文件系统(initrd)
    5/执行/sbin/init(init执行的时候会读取配置文件/etc/inittab 和 /etc/profile)
        5.1 获取runlevel信息
        5.2/执行/etc/rc.d/rc.sysinit
        5.3/执行runlevel对应的服务
        5.4/执行/etc/rc.d/rc.local
        5.5/启动login进程
        5.6/根据level,来是否执行xwindow
问题:
	启动图形界面的时候,我们可以看到是有提示符 login 的 ,但是当时并没有启动login进程,当时有提示login 的进程为 getatty等类似进程
	然后一闪而过,开始启动图形界面,getatty进程exec 了 图形界面 进程
	init 程序 在文件系统中,不是内核的一部分
	init内核线程挂载文件系统成功,然后do_execve(/sbin/init) ,开始执行 /sbin/init,就已经将控制权转移到了/sbin/init.
	
	当然,内核还是在跑着的,体现在
	    1.内核线程
	    2.用户进程执行软件中断后陷入内核后,执行内核代码
	
	所以 linux 是一直在 内核  和 用户应用程序 控制权的交换中运行的
	
	但是 综合来说, linux 设计的原则 是 master-salve 模式,所以 内核 和 用户应用程序是不平等的,在特权级上

到此,已经启动完成
目前展示的内核启动过程是存在 initrd 时的启动过程,
内核不要initrd的参与也可以正常启动

下面讲述的是之前的过程中提到的概念

initrd简介

性质:
	文件系统文件
非易失性存储器位置:
	/boot/initrd.img-3.5.0-23-generic
易失性存储器位置:
	不清楚

功能:
	在 boot loader 配置了 initrd 的情况下，内核启动被分成了两个阶段，
	第一阶段挂载 initrd,并执行 initrd 文件系统中的"某个文件"，完成加载驱动模块等任务,加载根文件系统
	第二阶段才会执行真正的根文件系统中的 /sbin/init 进程。
	第一阶段启动的目的是为第二阶段的启动扫清一切障碍
	最主要的是加载根文件系统存储介质的驱动模块。
	我们知道根文件系统可以存储在包括IDE、SCSI、USB在内的多种介质上,但是访问这些东西要驱动,可是驱动在这些东西上,所以就构成了一个悖论.
 
问题:
	挂载了 initrd ,完成 initrd相关的 驱动加载之后,什么时候卸载的 initrd.还是没卸载

问题


文件系统是指令运行的基本环境吗?

不是,像自解压程序,直接操作了硬件,但是,往后的操作没有直接操作硬件,而是通过文件系统调用了驱动,然后操作了硬件.

另外,你可以参考 github 上的一个工程, mykernel , 就没有挂载文件系统,但是一直都在运行

参考文档

鸟哥的Linux私房菜-基础篇
 Linux 初始 RAM 磁盘（initrd）概述
 EFI/UEFI BIOS 入门 : All For Beginners
UEFI和Legacy及UEFI+Legacy启动的区别

linux发行版一般启动顺序

linuxPC发行版一般启动顺序

按电源键

1/BIOS

2/MBR

3/BootLoader

4/内核

initrd简介

问题

参考文档

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