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文章目录
- 前言
- 一、系统安装、启动、运行
- 1 BIOS介绍
- 2 bootloader程序
- 3 系统安装
- 4 系统启动
前言
“道听途说”：由于linux系统以及它衍生出的操作系统非常好用且受欢迎，用它的都说好，开源不花钱，白嫖祖师爷。所以进入linux这个“快乐星球”研究研究🤣，并且从机器上电开始理解分析它的流程。
提示：前方道路崎岖，上车需谨慎！
一、系统安装、启动、运行
1 BIOS介绍
参考链接
https://baike.baidu.com/item/bios/91424?fr=aladdin 计算机硬件出厂时会在主板的CMOS芯片内烧录BIOS（basic input output system）或者UEFI（unified extensible firmware interface） BIOS。BIOS相当于文本界面，朴实无华； UEFI BIOS类似简单的图形界面，比较酷炫，还能使用鼠标；姑且统一叫做BIOS。计算机开机会加载ROM芯片内的BIOS进内存，然后读取CMOS芯片的BIOS设定，进行硬件开机自检。
BIOS可以选择不同的形式如硬盘、USB、光盘等介质作为启动项，一般在系统安装时会选择USB或光盘介质作为启动项。
2 bootloader程序
系统安装时，BIOS会通过INT13（13号中断程序）进入MBR，会将文件系统的bootloader程序（开机管理程序，有uboot、grub2等，常用grub2，主要用于选择vmlinuz内核和initrd虚拟根文件系统）加载到硬盘的MBR区域（计算机开机必须要在硬盘读取的第一个扇区叫MBR），然后启动grub2搜索vmlinuz和initrd.img。当使用iso安装系统时，先挂载iso，然后iso下的目录就成为了类似根目录如下图2.1。
图2.1
3 系统安装
将grub2加载到MBR后，控制权交给grub2。grub2会根据grub.cfg文件的配置来执行,主要从相应目录搜索vmlinuz内核和initrd.img虚拟根文件系统,此时，会将iso目录作为根目录，因此vmlinuz内核和initrd.img虚拟根文件系统的路径在iso中的/images/pxeboot/下被搜索到。如下图3.1.
图3.1
grub2将vmlinuz内核加载进内存，将控制权交给内核，内核进行如CPU、硬盘、内存、总线等硬件检测，然后加载initrd.img虚拟根文件系统到内存，使得具备基础的硬件驱动如硬盘、内存、USB等外设驱动,initrd.img可通过如下命令解开查看,目录结构如下图3.2：
#mkdir images/pxeboot/tmp
#xz images/pxeboot/initrd.img | cpio -ivd -D images/pxeboot/tmp
图3.2 initrd.img虚拟根文件系统加载进内存后，initrd.img虚拟根文件系统中的systemd接管控制权，会挂载真正的根文件系统rootfs.img到initrd.mig中的sysroot中，通过chroot命令（一个切换根的命令）切换到真正的根文件系统，然后卸载initrd.img虚拟根文件系统，真正的根文件系统rootfs.img中也有systemd，最终由它来接管系统，并执行一些systemd服务如设备节点挂载，网络等服务，最后启动ananconda安装器，由ananconda来接管系统的安装过程选择，如下图3.3。
图3.3
接下来，就是选择语言、时区、安装环境等选择和配置，然后就等待安装完成后重启，系统即安装完成。
4 系统启动
系统安装完后，机器重新上电，也是需要经过BIOS，然后到grub2这个bootloader程序。实际上，较新版本的内核有EFI stub这个配置项，如果使能该配置项，甚至可以直接通过它来启动而不需要经过bootloader程序，一般情况还是用grub2。
系统启动所用的vmlinuz-version内核和initramfs-version虚拟根文件系统在/boot分区下，vmlinuz-version内核来源于内核RPM包的安装；initramfs-version虚拟根文件系统来源于系统安装时依据内核版本（一种快速构建root根文件系统的框架机制）而构建对应版本的initramfs，用于快速启动系统。
实际上，在系统中还可以通过modprobe命令加载一些内核模块，然后通过dracut命令构建自定义initramfs-custom虚拟文件系统，从而使得initramfs-custom虚拟文件系统中含有该内核模块。
系统启动通过grub2搜索vmlinuz内核（指向vmlinuz-version的软链接）和initramfs-version虚拟文件系统的规则如下图4.1
图4.1
search --no-floppy --fs-uuid --set-root
将/boot分区以uuid形式搜索，设置为root.
linux
boot设置为root根目录，所以内核路径就成为了/vmlinuz-version
initrd
boot设置为root根目录，所以虚拟文件系统路径也成为了/initramfs-version
注：若将search的uuid设置为/根目录的uuid（可由blkid命令查看），那么linux和initrd搜索的路径则为/boot/vmlinuz-version和/boot/initramfs-version；也可通过set(root,x)的形式来设置搜索时的root，x表示分区号。
设定vmlinuz内核和initramfs虚拟根文件系统后，首先加载vmlinuz内核，其次挂载initramfs虚拟根文件系统，然后切换根目录并通过dracut将initramfs虚拟根文件系统的其他配置复制到initramfs虚拟根文件系统中的sysroot中，然后切换根目录为sysroot，最后卸载initramfs虚拟根文件系统，以sysroot作为真正的根文件系统运行。
