1.BIOS

• 基本输入输出系统(basic input output system,BIOS)是一组固化到计算机主板上的只读内存镜像(read only memory image,ROM)芯片上的程序,它保存着计算机最重要的基本输入输出程序、系统设置信息、开机后自检程序和系统自启动程序.主要功能是为计算机提供最底层的、最直接的硬件设置和控制

2.MBR

• 全新硬盘在使用之前必须进行分区格式化.硬盘分区初始化的格式主要有两种,分别是MBR和GPT格式
• 如果使用MBR格式,操作系统将创建主引导记录扇区(master boot record,MBR),MBR位于整块硬盘的0磁道0柱面1扇区,主要功能是操作系统对磁盘进行读写时,判断分区的合法性以及分区引导信息的定位
• 主引导扇区总共为512字节,MBR占用了其中446个字节,另外的64个字节为硬盘分区表(disk partition table,DPT),最后两个字节"55,AA"是分区结束的标志
• MBR是计算机启动最先执行的硬盘上的程序,只有512字节大小,所以不能载入操作系统的核心,只能先载入一个可以载入计算机核心的程序,称为引导程序
• MBR分区标准决定了MBR只支持2TB以下的硬盘,对于后面的多余空间只能浪费

3.GPT

• 全局唯一标识符(globally unique identifier,GUID),正逐渐取代MBR成为新标准.它和统一的可扩展固件接口(unified extensible firmware interface,UEFI)相辅相成.UEFI用于取代老旧的BIOS,而GPT则取代老旧的MBR.之所以被称为"GUID分区表",是因为驱动器上的每个分区都有一个全局唯一的标识符
• 在GPT硬盘中,分区表的位置信息存储在GPT头中.出于兼容性考虑,第一个扇区统一有一个与MBR类似的标记,叫做受保护的主引导记录(protected main boot recore,PMBR)
• PMBR的作用是当使用不支持GPT的分区工具时,整个硬盘将显示为一个受保护的分区,以防分区表及硬盘数据遭到破坏,而其中存储的内容和MBR一样,之后才是GPT头
• GPT的优点是支持2TB以上的磁盘,如果使用Fdisk分区,最大只能建立2TB大小的分区,创建大于2TB的分区,需使用parted

4.GRUB

• GNU项目的多操作系统启动程序(GRand unified bootloader,GRUB),可以支持多操作系统的引导,它允许用户可以在计算机内同时拥有多个操作系统,并在计算机启动时选择希望运行的操作系统
• CentOS 7 Linux默认使用GRUB2引导程序

Linux操作系统启动流程

1. 加载BIOS
   • 计算机电源加电质检,首先加载基本输入输出系统BIOS,BIOS中包含硬件CPU、内存、硬盘等相关信息,包含设备启动顺序信息、硬盘信息、内存信息、时钟信息、即插即用特性等.加载完BIOS信息,计算机将根据顺序进行启动
2. 读取MBR
   • 读取完BIOS信息后,计算机将会查找BIOS所指定的硬盘MBR引导扇区,将其内容复制到0x7c00地址所在的物理内存中.被复制到物理内存的内容时bootloader,然后进行引导
3. GRUB引导
   • GRUB启动引导器是计算机启动过程中运行的第一个软件程序,当计算机读取内存的GRUB信息配置信息后,会根据其配置信息来启动硬盘中不同的操作系统
4. 加载kernel
   • 计算机读取内存映象,并进行解压操作,屏幕一般会输出"Uncompressing Linux"的提示,当解压内核完成后,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
5. 设定inittab运行等级
   • 内核加载完毕后,会启动Linux操作系统的第一个守护进程init,然后通过该进程读取/etc/inittab文件,/etc/inittab文件的作用是设定Linux的运行等级,常见的运行级别如下
     • 0:关机模式
     • 1:单用户模式
     • 2:无网络支持的多用户模式
     • 3:字符界面多用户模式
     • 4.保留,未使用模式
     • 5.:图像界面多用户模式
     • 6.重新引导系统,重启模式
6. 加载rc.sysinit
   • 读取完运行级别,Linux系统执行的第一个用户层文件/etc/rc.d/rc.sysinit,该文件功能包括设定path运行变量、设定网络配置、启动swap分区、设定/proc、系统函数、配置SELinux等
7. 加载内核模块
   • 读取/etc/modules.conf文件及/etc/modules.d目录下的文件来加载系统内核模块,该模块文件,可以后期添加或者修改及删除
8. 启动运行级别程序
   • 根据之前读取的运行级别,操作系统会运行rc0.d到rc6.d中的相应脚本程序,来完成初始化工作和启动相应的服务.其中以S开头表示系统即将启动的程序,如果以K开头,则代表停止该服务.S和K后紧跟的数字为启动顺序编号
9. 读取rc.local文件
   • 操作系统启动完相应服务之后,会读取执行/etc/rc.d/rc.local文件,可以将开机启动的任务加入到该文件末尾,系统会逐行取执行并启动相应命令
10. 执行/bin/login程序
    • 执行/bin/login程序,启动到登录系统界面

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