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Linux系統啟動詳解是什么，很多新手對此不是很清楚，為了幫助大家解決這個難題，下面小編將為大家詳細講解，有這方面需求的人可以來學習下，希望你能有所收獲。
BIOS（Basic Input Output System，基本輸入輸出系統）是指一組固化到計算機內主板上一個ROM芯片上的程序，它保存著計算機最重要的基本輸入輸出的程序、開機后自檢程序和系統自啟動程序，它可從CMOS中讀寫系統設置的具體信息。 其主要功能是為計算機提供最底層的、最直接的硬件設置和控制。
當計算機接通電源（啟動）時，便加載第一個軟件——BIOS。對于所有的操作系統一樣，BIOS是被設計來初始化硬件而產生。POST（Power On self Test，上電自檢）作為BIOS的主要組成部分，用于檢驗電腦硬件的基本功能是否正常。如果POST失敗，那么該計算機將不能使用，引導過程也會就此中斷。
當BIOS上電自檢成功，確認硬件的基本功能正常后，會產生一個BIOS中斷 INT 13H，從而轉向第一塊硬盤的第一個扇區，即MBR（Master Boot Record，主引導記錄）。
stage 1：當POST結束后，BIOS會將其跳轉的主引導記錄MBR加載至內存中，并開始執行該代碼。控制權由BIOS轉移至主引導記錄代碼。
主引導記錄代碼必須非常小，因為它必須連同分區表放到硬盤的第一個 512字節的扇區中。在傳統的常規MBR中，主引導程序實際所占用的空間大小為446字節，通常被叫做引導鏡像（boot.img），其中不包含設備的分區信息（4×16字節），分區是一般單獨添加到引導記錄中。
由于引導記錄必須非常的小，它不可能非常智能，且不能理解文件系統結構。因此stage 1唯一功能就是定位并加載stage 2的代碼（分頁項中的起始及結束磁盤信息，尋找相應的存儲區域）。為了完成此任務，stage 1的代碼必須位于引導記錄與設備第一個分區之間的位置。在加載stage 2代碼進入內存后，控制權將由stage 1轉移到stage 2。
| 地址 | 名稱 | 功能 |
|---|---|---|
| 0000-0088 | 主引導程序 | 主引導程序 |
| 0089-01BD | 出錯信息數據區 | 數據區 |
| 01BE-01CD | 分區項1(16字節) | 分區表 |
| 01CE-01DD | 分區項2(16字節) | |
| 01BE-01CD | 分區項3(16字節) | |
| 01DE-01ED | 分區項4(16字節) | |
| 01FE | 55 | 結束標志 |
| 01FF | AA |
| 存貯字節位 | 內容含義 |
|---|---|
| 第1字節 | 引導標志： |
| 80H—活動分區 | |
| 00H—非活動分區 | |
| 第2、3、4字節 | 本分區的起始磁頭號、扇區號、柱面號： |
| 磁頭號—第2字節 | |
| 扇區號—第3字節的低6位 | |
| 柱面號—第3字節高2位+第4字節8位 | |
| 第5字節 | 分區類型符： |
| 00H—表示該分區未用(即沒有指定) | |
| 06H—FAT16基本分區 | |
| 0BH—FAT32基本分區 | |
| 05H—擴展分區 | |
| 07H—NTFS分區 | |
| 0FH—(LBA模式)擴展分區 | |
| 83H—Linux分區等 | |
| 第6、7、8字節 | 本分區的結束磁頭號、扇區號、柱面號： |
| 磁頭號—第6字節 | |
| 扇區號—第7字節的低6位 | |
| 柱面號—第7字節的高2位+第8字節 | |
| 第9、10、11、12字節 | 本分區之前已用扇區數 |
| 第13、14、15、16字節 | 本分區的總扇區數 |
stage 2：由于第一個扇區遺留下 62 個 512 字節的扇區（共 31744 字節），該區域用于存儲stage 2的代碼鏡像 core.img 文件。該文件大小為 25389 字節，故此區域有足夠大小的空間用來存儲 core.img 文件。
因為有更大的存儲空間用于stage 2，且該空間足夠容納一些通用的文件系統驅動程序，如標準的 EXT 和其它的 Linux 文件系統，如 FAT 和 NTFS 等。GRUB2 的 core.img 遠比更老的 GRUB1 在stage 2更復雜且更強大。這意味著 GRUB2 的stage 3能夠放在標準的 EXT 文件系統內，但是不能放在邏輯卷內。故stage 3的文件可以存放于 /boot 文件系統中，一般在 /boot/grub2 目錄下。
注意: /boot 目錄必須放在一個 GRUB 所支持的文件系統（并不是所有的文件系統均可）。stage 2的功能是開始執行存放stage 3文件的 /boot 文件系統的驅動程序，并加載相關的驅動程序。
stage 3：GRUB stage 3所有的文件都已存放于 /boot/grub2 目錄及其子目錄下。該階段沒有一個類似于stage 1與stage 2的鏡像文件。相應地，該階段主要需要從 /boot/grub2/i386-pc 目錄下加載一些內核運行時模塊。
GRUB stage 3的主要功能是定位和加載 Linux 內核到內存中，并轉移控制權到內核。內核的相關文件位于 /boot 目錄下，這些內核文件可以通過其文件名進行識別，其文件名均帶有前綴 vmlinuz（內核文件）。你可以列出 /boot 目錄中的內容來查看操作系統中當前已經安裝的內核。
GRUB2 跟 GRUB1 類似，支持從 Linux 內核選擇之一引導啟動。Red Hat 包管理器（DNF）支持保留多個內核版本，以防最新版本內核發生問題而無法啟動時，可以恢復老版本的內核。默認情況下，GRUB 提供了一個已安裝內核的預引導菜單，其中包括問題診斷菜單（recuse）以及恢復菜單（如果配置已經設置恢復鏡像）。
內核文件都是以一種自解壓的壓縮格式存儲以節省空間，它與一個初始化的內存映像和存儲設備映射表都存儲于 /boot 目錄之下。
在選定的內核加載到內存中并開始執行后，在其進行任何工作之前，內核文件首先必須從壓縮格式解壓自身。一旦內核自解壓完成，則加載 systemd 進程（其是老式 System V 系統的 init 程序的替代品)，并轉移控制權到 systemd。
這就是引導過程的結束。此刻，Linux 內核和 systemd 處于運行狀態，但是由于沒有其他任何程序在執行，故其不能執行任何有關用戶的功能性任務。
systemd 是所有進程的父進程。它負責將 Linux 主機帶到一個用戶可操作狀態（可以執行功能任務）。systemd 的一些功能遠較舊式 init 程序更豐富，可以管理運行中的 Linux 主機的許多方面，包括掛載文件系統，以及開啟和管理 Linux 主機的系統服務等。
systemd 掛載在 /etc/fstab 中配置的文件系統，包括內存交換文件或分區。據此，systemd 必須能夠訪問位于 /etc 目錄下的配置文件，包括它自己的。systemd 借助其配置文件 /etc/systemd/system/default.target 決定 Linux 系統應該啟動達到哪個狀態（或目標態target）
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