解析Linux系统启动的引导流程

当计算机启动时，BIOS将从存储设备的启动扇区（例如硬盘、U盘、光盘等）读取引导程序，并执行它。在Linux上，GRUB (Grand Unified Bootloader)通常是作为引导程序来进行执行。以下是解析Linux系统启动的引导流程的完整攻略。

BIOS引导

BIOS (Basic Input/Output System) 是个存储在主板固件存储芯片中的程序，当计算机启动时，BIOS 将检查所有硬件设备，然后从存储设备读取启动扇区的第一个512字节，这个扇区叫做主引导记录 (MBR，Master Boot Record)。

MBR引导

MBR 是引导程序的一部分，存储在硬盘的第一个扇区，占用512个字节。MBR由三个部分组成，分别是bootloader代码、分区表以及bootloader的签名。内核入口地址与GRUB grub.conf的位置就存储在MBR中的bootloader代码段中。

BootLoader引导

Bootloader是位于MBR之后的引导器，它的作用是加载操作系统核心，最常用的引导器是GRUB。GRUB可以通过在命令行中输入“grub>”和按TAB键获取可用命令。

GRUB启动过程

GRUB的启动过程包括如下3个步骤：

• 在MBR中寻找grub的二进制代码；
• 加载grub的配置文件；
• 根据配置文件加载操作系统内核。

下面是GRUB的启动示例代码：

default 0
timeout 5

title Linux
root (hd0,0)
kernel /vmlinuz root=/dev/hda1 ro
initrd /initrd

• default 0表示默认的启动项是第一个；
• timeout 5表示启动时等待5秒，等待用户选择其他引导项；
• title Linux是GRUB的菜单上显示的选项名；
• root (hd0,0)告诉GRUB内核所在的设备和分区；
• kernel /vmlinuz root=/dev/hda1 ro告诉GRUB内核位置以及操作系统所在的分区；
• initrd /initrd则是指定可用的RAM磁盘。

内核引导

当GRUB加载内核后，内核被解压缩并加载到内存中，然后根据内核参数启动，内核包含设备驱动程序以及需要加载的其它程序。

示例1：Ubuntu 20.04 LTS的引导过程

Ubuntu 20.04 LTS的引导过程中使用的是GRUB2引导器。在BIOS引导过程中，寻找并加载MBR，然后MBR中的GRUB2将会被加载。GRUB2寻找并加载配置文件 grub.cfg，grub.cfg 中就包含了内核引导的设置，例如内核位置、内核参数等。在加载内核后，initramfs将被加载，initramfs包含了可供内核使用的必要驱动程序、文件系统以及各种工具。当initramfs被加载后，内核将根据内核参数启动。

示例2：CentOS 7的引导过程

CentOS 7的引导过程中使用的是GRUB Legacy。当BIOS引导时，寻找并加载MBR，然后MBR中的GRUB Legacy将会被加载。GRUB Legacy寻找并加载配置文件 menu.lst，menu.lst中就包含了内核引导的设置，例如内核位置、内核参数等。在加载内核后，initrd将被加载，initrd包含了可供内核使用的必要驱动程序、文件系统以及各种工具。当initrd被加载后，内核将根据内核参数启动。

以上是解析Linux系统启动的引导流程的完整攻略，希望对你有所帮助。