计算机启动流程

分手后的思念是犯贱 2023-01-15 04:54 100阅读 0赞

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzIxNDgwNjA3_size_16_color_FFFFFF_t_70]首先熟悉一些概念，计算机的硬件包括：CPU，内存，硬盘，显卡，显示器，键盘鼠标等其他输入输出设备。 所有的软件（比如：操作系统）都是存放在硬盘上，程序执行时需要将程序从硬盘上读取到内存中然后加载到 CPU 中来运行。 当我们按下开机键时，此时内存中什么都没有，，因此需要借助某种方式，将操作系统加载到内存中，而完成这项任务的就是 BIOS。

*  引导阶段

BIOS: Basic Input/Output System（基本输入输出系统），在 IBM PC 兼容系统上，是一种业界标准的固件接口（来自维基百科）。 BIOS 一般是主板芯片上的一个程序，计算机通电后，第一件事就是读取它。

BIOS 程序首先检查计算机硬件能否满足运行的基本条件，这叫做"硬件自检"（Power-On Self-Test），缩写为 POST。 如果硬件出现问题，主板会发出不同含义的蜂鸣，启动中止。 如果没有问题，屏幕就会显示出 CPU，内存，硬盘等信息。

硬件自检完成后，BIOS 把控制权转交给下一阶段的启动程序。 这时 BIOS 需要知道，下一阶段的启动程序到底存放在哪一个设备当中。 也就是说 BIOS 需要有一个外部存储设备的排序，排在前面的设备就是优先转交控制权的设备。 这种排序叫做启动排序，也就是我们平时进入 BIOS 界面时能看到的 Boot Sequence。

如果我们没有进行特殊操作的话，那么 BIOS 就会按照这个启动顺序将控制权交给下一个存储设备。 我们在使用 U 盘光盘之类的装系统时就是在这里将启动顺序改变了，将本来要移交给硬盘的控制权交给了 U 盘或者光盘。

第一存储设备被激活后，计算机读取该设备的第一个扇区，也就是读取最前面的 512 个字节。 如果这 512 个字节的最后两个字节是 0x55 和 0xAA ，表明这个设备可以用于启动；如果不是，表明设备不能用于启动，控制权于是被转交给“启动顺序”中的下一个设备。

这最前面的 512 个字节，就叫做"主引导记录"（Master boot record，缩写为 MBR）。 主引导记录 MBR 是位于磁盘最前边的一段引导代码。它负责磁盘操作系统对磁盘进行读写时分区合法性的判别、分区引导信息的定位，它由磁盘操作系统在对硬盘进行初始化时产生的。 硬盘的主引导记录 MBR 是不属于任何一个操作系统的，它先于所有的操作系统而被调入内存，并发挥作用，然后才将控制权交给主分区内的操作系统，并用主分区信息表来管理硬盘。

MBR 只有512个字节，放不了太多东西。 它的主要作用是，告诉计算机到硬盘的哪一个位置去找操作系统。 我们找到可用的 MBR 后，计算机从 MBR 中读取前面 446 字节的机器码之后，不再把控制权转交给某一个分区，而是运行事先安装的"启动管理器"（boot loader），由用户选择启动哪一个操作系统。

*  加载内核阶段

选择完操作系统后，控制权转交给操作系统，操作系统的内核首先被载入内存。

以 Linux 系统为例，先载入 /boot 目录下面的 kernel。 内核加载成功后，第一个运行的程序是 /sbin/init。 它根据配置文件（Debian 系统是 /etc/initab ）产生 init 进程。 这是 Linux 启动后的第一个进程，pid 进程编号为 1，其他进程都是它的后代。

然后，init 线程加载系统的各个模块，比如：窗口程序和网络程序，直至执行 /bin/login 程序，跳出登录界面，等待用户输入用户名和密码。

至此，全部启动过程完成。

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