對於經典的 bios 技術，整個啟動過程主要分為四個階段。
計算機的主機板上有一塊 rom 晶元，開機程式被刷入晶元，計算機通電後，第一件事就是讀取它。這塊晶元裡的程式叫做「基本輸入輸出系統」（basic input/output system），簡稱為 bios。在 bios 內有底層 i/o 軟體，包括讀鍵盤、寫螢幕、磁碟 i/o 以及其他過程。如今，它被儲存在快閃儲存器中，是非易失性的，當 bios 中發現錯誤時，可以由作業系統進行更新。
硬體自檢
bios 程式首先檢查，計算機硬體能否滿足執行的基本條件，這叫做「硬體自檢」（power-on self-test），縮寫為 post。
如果硬體出現問題，主機板會發出不同含義的蜂鳴，啟動中止。如果沒有問題，螢幕就會顯示出 cpu、記憶體、硬碟等資訊。
啟動順序
硬體自檢完成後，bios 把控制權轉交給下一階段的啟動程式。
這時，bios 需要知道，「下一階段的啟動程式」具體存放在哪乙個裝置。也就是說，bios 需要有乙個外部儲存裝置的排序，排在前面的裝置就是優先轉交控制權的裝置。這種排序叫做「啟動順序」（boot sequence）。
開啟 bios 的操作介面，裡面有一項就是「設定啟動順序」。
bios 按照「啟動順序」，把控制權轉交給排在第一位的儲存裝置。
這時，計算機讀取該裝置的第乙個扇區，也就是讀取最前面的 512 個位元組。如果這 512 個位元組的最後兩個位元組是 0x55 和 0xaa，表明這個裝置可以用於啟動；如果不是，表明裝置不能用於啟動，控制權於是被轉交給「啟動順序」中的下乙個裝置。
這最前面的 512 個位元組，就叫做「主引導記錄」（master boot record，縮寫為 mbr）。
主引導記錄的結構
「主引導記錄」只有 512 個位元組，放不了太多東西。它的主要作用是，告訴計算機到硬碟的哪乙個位置去找作業系統。
主引導記錄由三個部分組成：
（1）第 1-446 位元組：呼叫作業系統的機器碼。
（2）第 447-510 位元組：分割槽表（partition table）。
（3）第 511-512 位元組：主引導記錄簽名（0x55 和 0xaa）。
其中，第二部分「分割槽表」的作用，是將硬碟分成若干個區。
分割槽表硬碟分割槽有很多好處。考慮到每個區可以安裝不同的作業系統，「主引導記錄」因此必須知道將控制權轉交給哪個區。
分割槽表的長度只有 64 個位元組，裡面又分成四項，每項 16 個位元組。所以，乙個硬碟最多只能分四個一級分割槽，又叫做「主分割槽」。
每個主分割槽的 16 個位元組，由 6 個部分組成：
（1）第 1 個位元組：如果為 0x80，就表示該主分割槽是啟用分割槽，控制權要轉交給這個分割槽。四個主分割槽裡面只能有乙個是啟用的。
（2）第 2-4 個位元組：主分割槽第乙個扇區的物理位置（柱面、磁頭、扇區號等等）。
（3）第 5 個位元組：主分割槽型別。
（4）第 6-8 個位元組：主分割槽最後乙個扇區的物理位置。
（6）第 13-16 位元組：主分割槽的扇區總數。
最後的四個位元組（「主分割槽的扇區總數」），決定了這個主分割槽的長度。也就是說，乙個主分割槽的扇區總數最多不超過 2 的 32 次方。
這時，計算機的控制權就要轉交給硬碟的某個分割槽了，這裡又分成三種情況。
情況a：卷引導記錄
上一節提到，四個主分割槽裡面，只有乙個是啟用的。計算機會讀取啟用分割槽的第乙個扇區，叫做「卷引導記錄」（volume boot record，縮寫為 vbr）。
「卷引導記錄」的主要作用是，告訴計算機，作業系統在這個分割槽裡的位置。然後，計算機就會載入作業系統了。
情況b：擴充套件分割槽和邏輯分割槽
隨著硬碟越來越大，四個主分割槽已經不夠了，需要更多的分割槽。但是，分割槽表只有四項，因此規定有且僅有乙個區可以被定義成「擴充套件分割槽」（extended partition）。
所謂「擴充套件分割槽」，就是指這個區裡面又分成多個區。這種分割槽裡面的分割槽，就叫做「邏輯分割槽」（logical partition）。
計算機先讀取擴充套件分割槽的第乙個扇區，叫做「擴充套件引導記錄」（extended boot record，縮寫為 ebr）。它裡面也包含一張 64 位元組的分割槽表，但是最多只有兩項（也就是兩個邏輯分割槽）。
計算機接著讀取第二個邏輯分割槽的第乙個扇區，再從裡面的分割槽表中找到第三個邏輯分割槽的位置，以此類推，直到某個邏輯分割槽的分割槽表只包含它自身為止（即只有乙個分割槽項）。因此，擴充套件分割槽可以包含無數個邏輯分割槽。
但是，似乎很少通過這種方式啟動作業系統。如果作業系統確實安裝在擴充套件分割槽，一般採用下一種方式啟動。
情況c：啟動管理器
在這種情況下，計算機讀取「主引導記錄」前面 446 位元組的機器碼之後，不再把控制權轉交給某乙個分割槽，而是執行事先安裝的「啟動管理器」（boot loader），由使用者選擇啟動哪乙個作業系統。
linux 環境中，目前最流行的啟動管理器是 grub。
控制權轉交給作業系統後，作業系統的核心首先被載入記憶體。
以 linux 系統為例，先載入 /boot 目錄下面的 kernel。核心載入成功後，第乙個執行的程式是 /sbin/init。它根據配置檔案（debian 系統是 /etc/initab）產生 init 程序。這是 linux 啟動後的第乙個程序，pid 程序編號為 1，其他程序都是它的後代。
然後，init 執行緒載入系統的各個模組，比如視窗程式和網路程式，直至執行 /bin/login 程式，跳出登入介面，等待使用者輸入使用者名稱和密碼。
至此，全部啟動過程完成。
cxuan-os-修改第二版.pdf
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