Linux操作系统之奥秘笔记（前两章BIOS和开机管理程序）

第一章 Bios
启动电源--Initial北桥--将程序装入内存--读南桥COMS data--建立SMBIOS--POST

北桥控制CPU、内存

南桥控制所有外设

BIOS（Basic Input Output System）的主要作用:

自动检测并进行初始化; 

记录系统设置值(如onboard显卡内存大小);

中断处理;

加载操作系统。

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Power on阶段：

·Port 80信息

·哗哗的警报声

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·POST（Power On Self Test）硬件检查

CPU:列出CPU的基本信息，如速度、Cache大小。

RAM：检查内存大小，以及有无损坏

HDD：以排线所接的顺序依次列出。

CDROM：和硬盘一样顺序依次列出

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BIOS选项设置：

·快速开机：可跳过某些POST阶段的测试

·开机顺序：HDD、CD/DVD ROM,USB或网卡开机

·BIOS密码

·Onboard VGA内存大小：其RAM占物理内存，可调

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 硬盘的主导扇区：（MBR）--硬盘的第零轨，其中开机管理程序可以将指针带到系统核心的地方，512字节

Bootloader	Partition table	Magic  Number
446字节	64字节	2 字节

• Bootloader（存储开机管理程序）：加载扇区、指向kernel

·加载扇区

boot sector（扇区引导）：每个分区的第一个扇区（512字节）

··第一个开机画面Bootload提供，第二个界面/选项由Partition中的文件或boot sector所提供的。

·加载kernel

• Partion table(存储硬盘分区表)

Magic Number （55AA），使bootloader管理程序辨认出MBR

·Linux得到内存大小直接硬件参考，不经BIOS。

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主引导分区程序:

可以利用bios的驱动，软中断形式提供

 


第二章 开机管理程序

GRUB(GRand Unified Bootloader):（ＧＲＵＢ是一种bootloader）

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• stage1（MBR中bootloader的备份文件）

        ·  基本的硬件初始化，包括屏蔽所有的中断、设置 CPU 的速度和时钟频率、RAM 初始

            化、初始化 LED、关闭 CPU 内部指令和数据 cache 灯。 

        ·  为加载 stage2 准备 RAM 空间，通常为了获得更快的执行速度， 通常把 stage2 加载到

            RAM 空间中来执行， 因此必须为加载 Bootloader 的 stage2 准备好一段可用的 RAM 空间范围。  

        ·  拷贝 stage2 到 RAM 中，在这里要确定两点：①stage2 的可执行映像在固态存储设备

            的存放起始地址和终止地址；②RAM 空间的起始地址。 

        ·  设置堆栈指针 sp，这是为执行 stage2 的 C 语言代码做好准备。 

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• e2fs_stage_1_5（加载后可访问文件系统目录）：硬盘紧接着的32k

     stage2（操作系统加载、新增参数、修改选项）:提供选项、访问设置文件、连接下一个boot sector。grub.conf

  · 由于 stage2 的代码通常用 C 语言来实现， 目的是实现更复杂的功能和取得更好的代码可
     读性和可移植性。但是与普通 C 语言应用程序不同的是，在编译和链接 Bootloader 这样的程
     序时，不能使用 glibc 库中的任何支持函数。 
  · 初始化本阶段要使用到的硬件设备，包括初始化串口、初始化计时器等。在初始化这
      些设备之前、可以输出一些打印信息。 
  · 检测系统的内存映射，所谓内存映射就是指在整个 4GB 物理地址空间中有指出哪些
     地址范围被分配用来寻址系统的 RAM 单元。 
  ·  加载内核映像和根文件系统映像， 这里包括规划内存占用的布局和从 Flash 上拷贝
      数据。 
  ·  设置内核的启动参数。

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多个操作系统：stage1+stage2得到操作系统kernel的存放位置

grub.conf 结构：

A 批注区

B 开机设置：

    hiddenmenu（注释掉，开机倒数）；

    Default = 0；

    Timeout = 5(-1不倒数)；

    splashimage =（hd0.0）/boot/grub/splashxpm.gz(开机背景图片)

    password（grub-md5-crypt 设定密码）

C 开机选项

    ·title(操作系统名称 ，可设置)

    ·root 系统使用Kernel及intrd文件存在哪一块硬盘 。hd（0.0）第1块硬盘的第一个分区

    ·kernel（加载kernel的位置）

    ·intrd（加载intrd的位置）

stage2找kernel（Bios实体位置，hd（0.0） ）

kernel找根文件系统（Linux文件系统格式/dev/sda1）

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多重开机管理

·GRUB操作方式：

    直接加载

    连接加载：直接指向boot sector

        **Windows + Linux先装Windows（Windows开机强迫写入MBR及第1分区boot sector，Windows启动修改boot.ini）

·重新安装操作系统：替换MBR的bootloader