linux启动过程详解

　　这几天看了很多文档,算是对linux的启动过程有了比较细致的了解.

　　网上有很多文章谈到这方面的内容,但总觉得没有一篇完全的解析linux启动的细节,下面是我小弟在学习的过程中总结出来的一些东东.这个是完整的linux启动过程,

　　不涉及内核,但是我觉得比较详细哦.

　　(由于本人比较懒,这一段是从网上抄的)

　　机器加电启动后,BIOS开始检测系统参数,如内存的大小,日期和时间,磁盘设备以及这些磁盘设备用来引导的顺序,通常情况下，BIOS都是被配置成首先检查软驱或者光驱（或两者都检查），然后再尝试从硬盘引导。如果在这些可移动的设备中，没有找到可引导的介质，那么BIOS通常是转向第一块硬盘最初的几个扇区，寻找用于装载操作系统的指令。装载操作系统的这个程序就是boot loader.

　　linux里面的boot loader通常是lilo或者grub,从Red Hat Linux 7.2起，GRUB(GRand Unified Bootloader)取代LILO成为了默认的启动装载程序。那么启动的时候grub是如何被载入的呢?

　　grub有几个重要的文件,stage1,stage2,有的时候需要stage1.5.这些文件一般都在/boot/grub文件夹下面.grub被载入通常包括以下几个步骤:

　　1. 装载基本的引导装载程序(stage1),stage1很小,网上说是512字节,但是在我的系统上用 du   -b   /boot/grub/stage1 显示的是1024个字节,不知道是不是grub版本不同的缘故还是我理解有误.stage1通常位于主引导扇区里面,对于硬盘就是MBR了,stage1的主要功能就是装载第二引导程序(stage2).这主要是归结于在主引导扇区中没有足够的空间用于其他东西了,我用的是grub 0.93,stage2文件的大小是 107520 bit.

　　2. 装载第二引导装载程序(stage2),这第二引导装载程序实际上是引出更高级的功能,以允许用户装载入一个特定的操作系统。在GRUB中，这步是让用户显示一个菜单或是输入命令。由于stage2很大,所以它一般位于文件系统之中(通常是boot所在的根分区).

　　上面还提到了stage1.5这个文件,它的作用是什么呢? 你到/boot/grub目录下看看,fat_stage_1.5   e2fs_stage_1.5 xfs_stage_1.5等等,很容易猜想stage1.5和文件系统有关系.有时候基本引导装载程序(stage1)不能识别stage2所在的文件系统分区,那么这时候就需要stage1.5来连接stage1和stage2了.因此对于不同的文件系统就会有不同的stage1.5.但是对于grub 0.93好像stage1.5并不是很重要,因为我试过了,在没有stage1.5的情况下, 我把stage1安装在软盘的引导扇区内,然后把stage2放在格式化成ext2或者fat格式的软盘内,启动的时候照常引导,并不需要e2fs_stage_1.5或者fat_stage_1.5.

　　下面是我的试验:

　　#mkfs.ext2   /dev/fd0

　　#mount -t ext2   /dev/fd0   /mnt/floppy

　　#cd   /mnt/floppy

　　#mkdir boot

　　#cd   boot

　　#mkdir grub   (以上三步可用mkdir -p   boot/grub命令完成)

　　#cd grub

　　#cp   /boot/grub/{stage1,stage2,grub.conf}   ./

　　#cd; umount /mnt/floppy

　　以上几步把软盘格式化成ext2格式,然后把stage1,stage2,grub.conf这几个启动的

　　时候必须的文件拷贝到软盘的指定目录下.下面安装grub到软盘上.

　　#grub   (进入grub环境)

　　grub> install (fd0)/boot/grub/stage1 (fd0)   (fd0)/boot/grub/stage2

　　p (fd0)/boot/grub/grub.conf

　　以上这条命令也可以用下面的两句代替

　　grub>root (fd0)     #grub的根目录所在的分区

　　grub>setup (fd0)    #这一步就相当于上面的install命令

　　我在这里解释一下

　　install (fd0)/boot/grub/stage1 (fd0)   (fd0)/boot/grub/stage2 p

　　(fd0)/boot/grub/grub.conf 这条命令.

　　install

　　告诉GRUB将(fd0)/boot/grub/grub/stage1

　　安装到软驱的引导扇区(fd0).

　　(fd0)/boot/grub/stage2

　　告诉grub stage2这个文件所在的位置.

　　p 参数后面跟着(fd0)/boot/grub/grub.conf 告诉grub的配置文件所在的位置.

　　好了,让BIOS从软驱启动,试一下,没有e2fs_stage_1.5文件照样能够进入系统.

　　其实这就是一个小小的启动盘啊.(了解了grub的运行原理,就简单多了^_^)

　　3. 现在我们已经到grub的开机选单这一步了,接下来grub所需要做的就是装载在一个特定分区上的操作系统，如linux内核。一旦GRUB从它的命令行或者配置文件中，接到开始操作系统的正确指令，它就寻找必要的引导文件，然后把机器的控制权移交给操作系统.

　　由于篇幅有限,避免冗长,grub的命令我就不多说了,网上很有多的资料,一个典型完整的引导linux的命令如下:

　　title 51base

　　root(hd0,0)

　　kernel /bzImage   ro   root=/dev/ram0

　　initrd /initrd.img

　　这里有必要注意一下几个问题:

　　(1)grub的磁盘以及分区的命名方式和linux有所区别,第一个磁盘是从0开始,第一个分区也是从0开始.譬如第一个硬盘的第5分区在linux下面是/dev/hda5 ,而在grub里面是(hd0,4).再如/dev/fd0在grub里面是(fd0,0).(最后一句如有错误望提醒)

　　(2)不管是IDE硬盘hda,hdb还是SCSI硬盘sda,sdb在grub里面都是以hd方式命名.

　　譬如虚拟机里面的/dev/sda2在grub里面是(hd0,1),再如/dev/hdb7在grub里面以(hd1,6)命名.

　　(3)要搞清楚上面两个root的关系,root (hd0,0)中的root是grub命令,它用来指定boot所在的分区作为grub的根目录.而root=/dev/ram0是kernel的参数,它告诉操作系统内核加载完毕之后,真实的文件系统所在的设备.要注意grub的根目录和文件系统的根目录的区别.

　　再回到上面的几行命令.

　　kernel命令用来指定内核所在的位置,"/"代表(hd0,0),也就是grub的根目录

　　initrd命令用来指定初始化ram的img文件所在位置.

　　grub载入内核bzImage并展开到指定位置(应该是0x100000这个地方),同时载入initrd.img到内存(不知道是什么地方).

　　ps:

　　grub的任务至此就结束了,下面grub将机器的控制权转交给操作系统(linux).

　　操作系统接到控制权之后,开始start_kernel,接着内核将initrd.img展开到/dev/ram0为临时根文件系统,执行里面的linuxrc文件.

　　P.这里有必要说一下initrd的作用特别是它里面的核心文件linuxrc的作用.

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