第五章：Linx的引导过程及原理.docVIP

本章主要介绍计算机的启动顺序，包括从硬件自检到进入Linux系统当中的各个步骤，还介绍了Linux下的多系统引导工作GRUB（需要掌握GRUB的工作机制）。计算机的启动顺序打开电脑并使其操作系统被加载的过程叫引导。当PC引导后，BIOS做一些测试保证一切正常，然后开始真正的引导。 　　启动过程中电脑首先加载了一小段叫 bootstrap loader 的程序，它依次加载和启动操作系统。bootstrap loader 通常存储在硬盘或软盘的固定位置。这两步过程的理由是操作系统大而复 杂，而电脑加载的第一段代码很小（几百字节），以免使固件不必要地复杂化。 　　不同电脑的bootstrap也不同，对于PC电脑（它的BIOS）读软盘或硬盘的第一个扇区（叫引导扇区），bootstrap loader包含在这个扇区中，它加载位于（和其他磁盘）其他地方的操作系统。 　　它选择一个磁盘（通常是第一个软驱，如果无软盘的话，就是第一个硬盘，顺序是可设置的）。然后读第一个扇区，这叫引导扇区；对于硬盘，也叫主引导记录，因为硬盘可以包含多个分区，每个分区都有自己的引导扇区。 　　引导扇区包含一个小程序（小到可以存入一个扇区），它的责任是从磁盘读入真正的操作系统并启动它。 Linux启动方式可以从软盘或硬盘引导Linux。从软盘启动Linux时，引导扇区包含的代码只读前数百个数据块（当然，依赖于内核的大小）到预定的内存位置。Linux引导软盘上，没有系统，内核存在连续的扇区中，因为这样简化了引导过程。 　　Linux加载后，它初始化硬件和设备驱动程序，然后运行 init。init可启动其他进程以允许用户登录并做其他事情。这部分的细节在下面讨论。 　　为了关闭一个Linux系统，首先所有进程被告知结束（这使他们关闭所有文件，完成必要的其他事情，使之整齐地结束），然后unmount 文件系统和交换分区，最后打印可以关掉电源的信息到控制台。如果没有遵循正确的过程，可怕的事情可能发生。最重要的文件系统缓冲Cache可能没有回写，这意味着其中的所有资料将丢失，磁盘文件系统不完整，并可能不可用。 　　从硬盘引导时，主引导记录的代码检查分区表（也在主引导记录区中），确认活动分区（标记为可引导的分区），从该分区读引导扇区，然后启动该引导扇区的代码。该分区的引导扇区的代码与软盘所做的相同：从该分区读入内核并启动。但细节不同，因为一般只给内核映像做一个单独的分区是没什么用的，所以分区引导扇区中的代码不能只顺序地读磁盘，它必须找到文件系统并把它们放在哪些扇区中。有几个方法可解决这个问题，但最通常的方法是使用GRUB。 　　用GRUB引导时，它读入并引导默认内核。也可以设置GRUB，使之能引导若干个内核之一，甚至其他操作系统。也可以在引导时让用户选择引导哪个内核或操作系统。 　　从软盘和硬盘启动各有优势，但通常从硬盘启动较好，因为这避免了关于软盘的冲突 ，而且快速。然而，安装相同从硬盘启动可能有更多的麻烦，因此很多人先用软盘引导，然后当系统工作很好后，再安装GRUB从硬盘引导。 　　Linux内核被读入内存后，才代表真正启动了Linux，概述如下： 　　Linux内核是被压缩安装的，所以它首先得解压自己。内核映像开头包括一个解压的小程序。 　　然后，内核检查还有什么其他硬件（硬盘、软盘、网卡……），并配置适当的设备驱动程序。同时，输出查找结果的资料。例如，我引导时得到类似如下的资料。 　　Loading Linux. 　　Console: colour EGA+ 80x25, 8 Virtual consoles 　　Serial driver version 3.94 with no serial options enabled 　　tty00 at 0x03f8 (irq = 4) is a 16450 　　tty01 at 0x02f8 (irq = 3) is a 16450 　　lp_init: lp1 exists (0), using polling driver 　　Memory: 7332k/8192k available (300k kernel code, 384k reserved, 176k data) 　　Floppy drive(s): fd0 is 1.44M, fd1 is 1.2M 　　Loopback deVice init 　　Warning WD8013 board not found at i/o = 280. 　　Math coprocessor using irq13 error reporting. 　　Partition check: 　　hda: hda1 hda2 hda3 　　VFS: Mounted roo