引导 Linux® 系统的过程包括很多阶段。不管您是引导一个标准的 x86 桌面系统，还是引导一台嵌入式的 PowerPC® 机器，很多流程都惊人地相似。本文将探索 Linux 的引导过程，从最初的引导到启动第一个用户空间应用程式。在本文介绍的过程中，您将学习到各种和引导有关的主题，例如引导加载程式、内核解压、初始 RAM 磁盘连同 Linux 引导的其他一些元素。
早期时，启动一台电脑意味着要给电脑喂一条包含引导程式的纸带，或手工使用前端面板地址/数据/控制开关来加载引导程式。尽管现在的电脑已装备了很多工具来简化引导过程，但是这一切并没有对整个过程进行必要的简化。
让我们先从高级的视角来查看 Linux 引导过程，这样就能够看到整个过程的全貌了。然后将回顾一下在各个步骤到底发生了什么。在整个过程中，参考一下内核源代码能够帮助我们更好地了解内核源代码树，并在以后对其进行深入分析。
概述
图 1 是我们在 20,000 英尺的高度看到的视图。
图 1. Linux 引导过程在 20,000 英尺处的视图
当系统首次引导时，或系统被重置时，处理器会执行一个位于已知位置处的代码。在个人电脑（PC）中，这个位置在基本输入/输出系统（BIOS）中，他保存在主板上的闪存中。嵌入式系统中的中央处理单元（CPU）会调用这个重置向量来启动一个位于闪存/ROM 中的已知地址处的程式。在这两种情况下，结果都是相同的。因为 PC 提供了很多灵活性，BIOS 必须确定要使用哪个设备来引导系统。稍后我们将周详介绍这个过程。
当找到一个引导设备之后，第一阶段的引导加载程式就被装入 RAM 并执行。这个引导加载程式在大小上小于 512 字节（一个扇区），其作用是加载第二阶段的引导加载程式。
当第二阶段的引导加载程式被装入 RAM 并执行时，通常会显示一个动画屏幕，并将 Linux 和一个可选的初始 RAM 磁盘（临时根文档系统）加载到内存中。在加载映像时，第二阶段的引导加载程式就会将控制权交给内核映像，然后内核就能够进行解压和初始化了。在这个阶段中，第二阶段的引导加载程式会检测系统硬件、枚举系统链接的硬件设备、挂载根设备，然后加载必要的内核模块。完成这些操作之后启动第一个用户空间程式（init），并执行高级系统初始化工作。
这就是 Linux 引导的整个过程。现在让我们深入挖掘一下这个过程，并深入研究一下 Linux 引导过程的一些周详信息。
系统启动
系统启动阶段依赖于引导 Linux 系统上的硬件。在嵌入式平台中，当系统加电或重置时，会使用一个启动环境。这方面的例子包括 U-Boot、RedBoot 和 Lucent 的 MicroMonitor。嵌入式平台通常都是和引导监控器搭配销售的。这些程式位于目标硬件上的闪存中的某一段特别区域，他们提供了将 Linux 内核映像下载到闪存并继续执行的方法。除了能够存储并引导 Linux 映像之外，这些引导监控器还执行一定级别的系统测试和硬件初始化过程。在嵌入式平台中，这些引导监控器通常会涉及第一阶段和第二阶段的引导加载程式。
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在 PC 中，引导 Linux 是从 BIOS 中的地址 0xFFFF0 处开始的。BIOS 的第一个步骤是加电自检（POST）。POST 的工作是对硬件进行检测。BIOS 的第二个步骤是进行本地设备的枚举和初始化。
给定 BIOS 功能的不同用法之后，BIOS 由两部分组成：POST 代码和运行时服务。当 POST 完成之后，他被从内存中清理了出来，但是 BIOS 运行时服务依然保留在内存中，目标操作系统能够使用这些服务。
要引导一个操作系统，BIOS 运行时会按照 CMOS 的配置定义的顺序来搜索处于活动状态并且能够引导的设备。引导设备能够是软盘、CD-ROM、硬盘上的某个分区、网络上的某个设备，甚至是 USB 闪存。
通常，Linux 都是从硬盘上引导的，其中主引导记录（MBR）中包含主引导加载程式。MBR 是个 512 字节大小的扇区，位于磁盘上的第一个扇区中（0 道 0 柱面 1 扇区）。当 MBR 被加载到 RAM 中之后，BIOS 就会将控制权交给 MBR。
第一阶段引导加载程式
MBR 中的主引导加载程式是个 512 字节大小的映像，其中包含程式代码和一个小分区表（参见图 2）。前 446 个字节是主引导加载程式，其中包含可执行代码和错误消息文本。接下来的 64 个字节是分区表，其中包含 4 个分区的记录（每个记录的大小是 16 个字节）。MBR 以两个特别数字的字节（0xAA55）结束。这个数字会用来进行 MBR 的有效性检查。
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