参考:Ubuntu启动流程

1 加载BIOS当你打开计算机电源,计算机会首先加载BIOS信息。BIOS中包含了CPU的相关信息、设备启动顺序信息、硬盘信息、内存信息、时钟信息、PnP特性等等。在此之后,计算机心里就有谱了,知道应该去读取哪个硬件设备了。 BIOS是和主板一起开发的,所以主板的一些硬件信息只有BIOS清楚,每块主板的BIOS基本都是不同的,主板的具体信息需要BIOS报告给操作系统。 BIOS主要存在于个人电脑和服务器这里硬件比较复杂的系统;Boot Loader主要存在于嵌入式,手机等相对简单的系统。
2 读取MBR众所周知,硬盘上第0磁道第一个扇区被称为MBR(Master Boot Record),即主引导记录,它的大小是512字节,里面却存放了预启动信息、分区表信息。 系统找到BIOS所指定的硬盘的MBR后,就会将其复制到0x7c00地址所在的物理内存中。其实被复制到物理内存的内容就是Boot Loader。
3 加载进入BootLoaderBoot Loader就是在操作系统内核运行之前运行的一段小程序。通过这段小程序,我们可以初始化硬件设备、建立内存空间的映射图,从而将系统的软硬件环境带到一个合适的状态,以便为最终调用操作系统内核做好一切准备。 Boot Loader有若干种,其中Grub、Lilo、spfdisk和u-boot是常见的Loader。以Grub为例来讲解,系统读取内存中的grub配置信息(一般为menu.lst或grub.lst),并依照此配置信息来启动不同的操作系统。
4 加载Kernel根据grub设定的内核映像所在路径,系统读取内存映像,并进行解压缩操作。此时,屏幕一般会输出“Uncompressing Linux”的提示。当解压缩内核完成后,屏幕输出“OK, booting the kernel”。 系统将解压后的内核放置在内存之中,并调用start_kernel() 函数来启动一系列的初始化函数并初始化各种设备,完成Linux核心环境的建立。至此,Linux内核已经建立起来了,基于Linux的程序应该可以正常运行了。 根文件系统rootfs 挂载根文件系统的目的有两个:一是安装适当的内核模块,以便驱动某些硬件设备或启用某些功能;二是启动存储于文件系统中的init服务,以便让init服务接手后续的启动工作。 在制作rootfs时,对于Android,会将ramdisk.img 打包到boot.img 或recovery.img 中(boot.img=kernel+ramdisk.img+dt.img);对于Linux,会将initramfs 打包到vmlinux 中,即内核映像文件Image中(Image=kernel+initrd+dtb),再自动压缩为zImage,若bootloader是u-boot,最终会通过工具将zImage制作成uImage(增加一个64bits的header,用于说明内核版本、加载位置等信息)。
5 用户态init进程内核被加载后,第一个运行的程序便是/sbin/init ,该文件会读取/etc/inittab 文件,并依据此文件来进行初始化工作。其实/etc/inittab 文件最主要的作用就是设定Linux的运行等级,其设定形式是:id:5:initdefault: ,这就表明Linux需要运行在等级5上。Linux的运行等级设定如下:
0:关机
1:单用户模式
2:无网络支持的多用户模式
3:有网络支持的多用户模式
4:保留,未使用
5:有网络支持有X-Window支持的多用户模式
6:重新引导系统,即重启
l0:0:wait:/etc/rc0.d
l1:1:wait:/etc/ rc1.d
l2:2:wait:/etc/ rc2.d
l3:3:wait:/etc/ rc3.d
l4:4:wait:/etc/ rc4.d
l5:5:wait:/etc/ rc5.d
l6:6:wait:/etc/ rc6.d
6 init进程执行rc.sysinit在设定了运行等级后,Linux系统执行的第一个用户层文件就是脚本程序/etc/rc.d/rc.sysinit ,它做的工作非常多,包括设定PATH、设定网络配置(/etc/sysconfig/network )、启动swap分区、设定/proc 等等。
7 启动内核模块依据/etc/modules.conf 文件或/etc/modules.d 目录下文件来装载内核模块。
8 执行不同运行级别的脚本程序根据运行级别的不同,系统会运行rc0.d到rc6.d中的相应的脚本程序,来完成相应的初始化工作和启动相应的服务。
9 登录:执行/bin/login程序此时,系统已经进入到了等待用户输入username和password的时候了,你已经可以用自己的帐号登入系统了。
|