linux系統啟動

本文簡單介紹一下從我們按開機鍵到可以登入系統，這段時間系統和電腦硬體是怎麼一起工作的。既做為對自己知識的乙個總結整理，也可以給linux初級使用者做乙個入門介紹，高手請略過。

一般來說linux的啟動可以分成三個階段：bios階段，系統引導階段，系統啟動階段。

一、bios階段

bios（基本輸入輸出系統），是固化在電腦rom中的一段程式。這是安裝電腦前都已經固化好的。

對電腦有一些了解的同學應該都知道電腦是由cpu,記憶體，硬碟，顯示器等再加乙個鐵盒子封裝起來，而電腦的執行都是由cpu一條條指令執行並指揮著其他硬體一起協作來完成電腦的正常執行。

當我們按電腦開機鍵的時候，電腦的電源部件就會給cpu以及其他硬體上電，然後cpu開始執行第一條指令，而這第一條指令的位址就是bios所在的位址。也即bios是電腦中執行的第乙個程式，還在作業系統(linux,windows,osx等)之前。再說一下這個「位址」，cpu的指令位址是由cpu中的兩個暫存器來標識的（cs:ip），而cpu的硬體邏輯被設計成加電之後置cs為全f，置ip為全0，所以這個「位址」就是0xffff0(計算方法：cs × 16 + ip)

bios的主要功能是檢測電腦的基本硬體是否滿足執行要求，以及初始化硬體狀態、中斷向量表、中斷服務程式等。根據獲取的硬體資訊去載入可引導介質（目前都是硬碟）的首扇區(mbr)到記憶體中執行，並把控制權轉交給此程式，這樣就到了執行的第二個階段。

二、系統引導階段

mbr是乙個512位元組大小的對映，詳細資訊可以參考下圖(來自linux引導過程內幕)：

bootloader: 引導程式

partition table: 硬碟分割槽資訊

magic number: mbr標識，正常值為：0xaa55

其實這裡的bootloader並不是引導程式的全部，而只是引導程式可執行的一小部分（因為mbr的空間太小裝不下整個引導程式）我們稱為第一階段引導程式，主要工作是為了載入引導程式的剩餘部分，稱其為第二階段引導程式。第二階段引導程式的主要功能就是載入作業系統，並將控制權轉交給核心。常見的引導程式有lilo，grub等。

三、系統執行啟動階段

linux核心**現在已經很是龐大，編譯好之後一般都還有5m左右，所以都是用bzimage方式壓縮。早期**的執行順序可以看linux引導過程內幕和linux啟動過程綜述。

本文寫作時核心已經3.17版本了，在新版本中:

1，核心**的入口是arch\x86\boot\header.s，此彙編**通過呼叫同目錄下的main.c中的main函式，從實模式（16位）轉換到保護模式（32位）。

2，protected_mode_jump(boot_params.hdr.code32_start, (u32)&boot_params + (ds() << 4));函式的呼叫會跳轉到

x86/boot/compressed/head_32.s中的startup_32標號處執行。此**會呼叫decompress_kernel函式解壓核心（bzimage）映像檔案。詳細的跳轉過程可以參考：linux kernel boot process

3，並跳轉到x86/kernel/head_32.s中的startup_32標號處執行。此**會呼叫i386_start_kernel函式，而i386_start_kernel會呼叫linux核心的主函式start_kernel。

注意：64位有相應的head_64.s彙編**。流程很類似。

4，將linux比作乙個應用程式的話，start_kernel就是linux的main函式。前面的那些**只是為了linux的執行而做的準備工作。在此函式中才開始我們熟悉的初始化核心各模組的動作，像鎖機制，程序排程，檔案系統等等的初始化工作。最後呼叫kernel_thread(kernel_init, null, clone_fs | clone_sighand);去執行linux系統下的第乙個程序「init」程序。

5，linux應用層的初始化都是由init呼叫啟動指令碼來完成的，最後呼叫乙個login的程序可以顯示我們的登入介面。這裡最常見的

init有

sysvinit, upstart, systemd。

linux系統啟動

linux系統啟動

Linux系統啟動

linux 系統啟動

linux系統啟動

linux系統啟動

Linux系統啟動

linux 系統啟動

相關推薦