BIOS啟動階段：Linux系統啟動流程詳解

BIOS啟動階段：Linux系統啟動程序詳解

1. BIOS階段

BIOS（Basic Input/Output System）是電腦系統中的基本軟體，負責在電腦啟動時進行硬體自我檢測和初始化。當電腦開機後，BIOS會先被激活，並載入到記憶體中執行。在這個階段，BIOS會進行以下步驟：

1.1 POST（Power-On Self-Test）自檢

在電腦開機後，BIOS會進行POST自檢，檢查計算機硬體的基本功能是否正常，例如CPU、記憶體、硬碟、顯示卡等硬體設備。如果有硬體故障，BIOS會發出蜂鳴聲或在顯示器上顯示錯誤訊息。

1.2 初始化並載入啟動裝置

經過自我檢測後，BIOS會在CMOS中尋找啟動裝置（通常是硬碟），並載入該裝置上的開機磁區（boot sector）到記憶體中執行。開機磁區包含開機載入程式（bootloader），負責載入作業系統。

1.3 啟動開機載入程式

BIOS會載入開機載入程式（bootloader）到記憶體中執行。在Linux系統中，常用的開機載入程式有GRUB（GRand Unified Bootloader）或LILO（LInux LOader）。這些引導程式會顯示啟動選單，並指導使用者選擇啟動哪個核心。

2. 引導程式階段

引導程式（bootloader）負責載入作業系統核心和初始化RAM磁碟映像（initrd），並將控制權交給作業系統內核。在這個階段，引導程式會進行以下操作：

2.1 載入核心

引導程式會載入作業系統核心（vmlinuz）到記憶體中執行。核心是作業系統的核心，負責管理系統資源、行程調度、裝置驅動等功能。

2.2 初始化RAM磁碟映像

RAM磁碟映像（initrd）是一個暫時的根檔案系統，用於在作業系統正常啟動前載入必要的驅動程式和檔案系統模組。引導程式會將initrd載入到記憶體中，並與核心一起啟動。

2.3 傳遞控制權給內核

引導程式會將控制權傳遞給作業系統內核，讓內核繼續系統初始化過程。核心會解析initrd，載入必要的模組和驅動程序，啟動用戶空間程式等。

3. Linux核心啟動階段

Linux核心啟動過程可以分為以下階段：

3.1 啟動參數解析

核心啟動時，會解析由引導程式傳遞過來的啟動參數，包括根檔案系統、啟動等級等。這些參數告訴核心如何初始化系統。

3.2 初始化進程和記憶體管理

核心會初始化系統中的第一個進程（init進程）和記憶體管理子系統。記憶體管理子系統負責管理系統中的實體記憶體和虛擬內存，並分配記憶體給進程使用。

3.3 初始化設備驅動

核心會初始化系統中的各類硬體設備驅動，包括網路卡、磁碟、USB等設備。這些驅動程式負責與硬體設備進行通信，讓作業系統能夠正常使用硬體設備。

3.4 掛載根檔案系統

核心會掛載根檔案系統，將檔案系統的根目錄設定為系統根目錄，供使用者空間程式存取。通常根檔案系統位於硬碟的分割區上，可以是ext4、xfs等檔案系統格式。

3.5 啟動用戶空間程序

核心會啟動用戶空間程序，包括init系統進程和其他系統服務。這些用戶空間程式負責系統的日常運行，提供使用者介面和應用程式調度等功能。

透過上述步驟，Linux系統完成了從BIOS階段到核心啟動階段的啟動過程。在實際應用中，可以透過偵錯工具和日誌來詳細了解系統啟動過程中的各個階段。願這個文件對您理解Linux系統啟動過程有所幫助。

以上是BIOS啟動階段：Linux系統啟動流程詳解的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！