系统启动与Linux的初始化

Posted 2020-09-01 ant_colonies

boot 的起源：

the term bootstrap refers to a person who tries to stand up by pulling her own boots. (Understanding The Linux Kernel)

     西方谚语：  拽着自己的鞋带站起来  （类似于我们说的：用手拽着自己的头发把自个拎起来）。

对于系统的启动犹如上面的谚语：即用自己的引导程序把自己启动起来。引导程序在硬盘分区中，引导程序必须加载到内存中才能被CPU

执行并完成后续内核的初始化过程，而只有内核才能完成加载工作，这就产生了矛盾。

 

第一阶段：Bios载入内存

以下过程解决了类似“鸡生蛋，还是蛋生鸡”的过程：

      计算机在加电的瞬间，操作系统尚未启动，RAM芯片(内存)包含的是无用的随机数据；在启动时，有一个特殊的硬件电路在CPU的一个

针脚上产生一个RESET逻辑值，之后(芯片)就把处理器的一些寄存器(包括CS=FFFFH和EIP=0000FFF0H)设置成默认值，接着

执行物理地址CS:EIP即OxFFFFFFF0~OxFFFFFFFF（为“影子内存”中的系统BIOS拷贝，共16byte）。

      注：RESET的过程参考：

                 《IA-32 Intel Architecture Software Developer\'s Manual_Volume 3_Sysytem Programming Guide》

                              9.1.1 Processor Stat After Reset

      BISO启动过程执行的四个步骤：

           1) 加电自检(POST,Power-On Self-Test):对计算机硬件执行一系列的测试，检测目前有哪些设备和这些设备是否工作正常，

               会显示诸如BIOS版本号的一些信息；

           2) 初始化硬件设备，会显示系统中所安装的所有PCI设备的一个列表；

           3) 根据用户在BIOS上预定义的访问次序，搜索操作系统MBR用于启动，BIOS设置的启动可能是硬盘、CD-ROM或软盘等的

                第一个扇区(第0扇区，即系统MBR所在)；

           4) 一旦在以上设备中找到一个有效的设备，即刻将第一扇区的内容(MBR)拷贝到RAM的起始物理地址为Ox00007c00的地方，

               然后指针跳转至Ox00007c00处，执行该段拷贝来的代码。

 

第二阶段：引导装入程序（Boot Loader）

MBR：主引导记录（512bytes）
    Master Boot Record
    Main Boot Record
        组成结构：
        446bytes: BootLoader(程序,引导加载器)
        64bytes：
            其中每16bytes：标记一个分区（即分区表）
        2bytes: Magic Number
            标记MBR是否有效 

 

第三阶段：从磁盘启动Linux

 

第四阶段：操作系统（内核启动）

 

以上阶段另见： http://www.cnblogs.com/ant-colonies/p/6443838.html