然而,对于许多初学者乃至有一定经验的用户而言,Linux的启动过程(Boot Process)仍然是一个神秘而复杂的领域
本文将带您深入探索Linux从按下电源键到最终呈现登录界面的全过程,以“A”为起点,逐步揭开这一过程的神秘面纱
A: Architecture Overview(架构概览) Linux启动过程涉及硬件、BIOS/UEFI、引导加载程序(Bootloader)、内核(Kernel)、初始化系统(Init System)等多个层面
这一复杂流程可以大致分为几个阶段:POST(Power-On Self-Test,加电自检)、加载引导加载程序、加载内核、初始化系统和服务、最终到达用户登录界面
B: BIOS/UEFI Role(BIOS/UEFI的作用) 一切始于按下计算机的电源键
此时,计算机首先进行POST,检查硬件是否工作正常
完成自检后,控制权交给BIOS(Basic Input/Output System)或UEFI(Unified Extensible Firmware Interface)
BIOS是传统计算机使用的固件接口,而UEFI则是其现代化替代品,提供了更快、更安全的启动过程,并支持更大的硬盘容量和更复杂的启动配置
BIOS/UEFI负责从预定义的启动设备(如硬盘、SSD、USB驱动器)中读取引导扇区,这是启动过程的下一个关键步骤
C: Bootloader Introduction(引导加载程序介绍) 引导加载程序是存储在启动设备上的小程序,负责加载Linux内核到内存中
最常见的Linux引导加载程序包括GRUB(GRand Unified Bootloader)和LILO(Linux Loader)
GRUB是现代Linux发行版的标准选择,因为它提供了图形化的菜单界面,允许用户选择不同的内核版本或操作系统进行启动
当BIOS/UEFI找到引导扇区并加载引导加载程序后,GRUB会显示一个菜单,用户可以选择要启动的Linux内核版本
一旦选择,GRUB读取内核映像并准备将其加载到内存中
D: Kernel Loading(内核加载) 内核是Linux操作系统的核心,负责管理硬件、内存、进程调度等关键功能
在GRUB完成配置后,内核映像被加载到内存中
此阶段,内核会进行一系列的初始化操作,包括设置内存映射、初始化硬件设备、启动必要的内核线程等
内核初始化完成后,它会尝试挂载根文件系统(通常是硬盘上的某个分区),这是存放操作系统其他部分(包括用户空间程序、库文件等)的地方
E: Init System Evolution(初始化系统演变) 一旦内核成功挂载根文件系统,控制权就交给了初始化系统(Init System)
在Linux的发展史上,初始化系统经历了多次演变,从早期的SysVinit到Upstar