Linux启动揭秘：BIOS引导到内核加载详解

本文档深入剖析了Linux系统从电源开启到登录界面的启动流程，对于刚接触Linux的IT同行具有很高的参考价值。整个过程可以分为以下几个关键步骤： 1. 开机BIOS自检： 当计算机上电后，CPU首先从BROM（Basic Input/Output System ROM）开始执行，这是嵌入在主板上的小型固件，负责进行初步的硬件检测和上电引导。BROM包含CPU初始化、启动介质驱动、固件更新以及签名验证等操作。它会根据硬件特性决定是进入刷机模式还是正常启动模式，并从启动介质加载第二阶段引导程序。 2. 读取MBR进行MBR引导： BIOS自检结束后，会读取硬盘的第一个扇区（MBR，Master Boot Record）中的引导记录，然后将MBR的内容复制到内存的特定地址并执行。MBR通常包含了引导装载程序（如GRUB或LILO）的引导代码，用于定位分区和加载内核。 3. 启动Bootloader： Bootloader，如u-boot（针对S32V平台），是位于内核启动前的关键组件。它分为两个阶段： - Stage1：由汇编语言编写，主要任务包括初始化异常处理、设置工作模式、关闭中断、配置CPU寄存器、初始化MMU和TLB（Memory Management Unit and Translation Lookaside Buffer），以及进行板级基础设置。 - Stage2：进一步的初始化工作，使用汇编语言编写并随后转化为C代码，涉及硬件设备的初始化，如串口等，以及将内核镜像和根文件系统映像从存储介质（如Flash）加载到RAM中，最后调用内核。 4. 内核编译与选择： 内核编译后会产生两种常见格式的镜像文件：uImage和zImage。uImage通常包含内核和启动参数，而zImage（压缩内核）则是经过gzip压缩的版本。用户可以根据需求和系统性能选择合适的内核镜像类型。 在整个启动过程中，Linux系统确保了硬件的正确配置、内存管理、设备驱动加载以及最终调用内核，这些都是后续系统运行的基础。理解这些步骤对于Linux系统管理员和开发者来说至关重要，能够帮助他们优化性能、修复问题并进行更深入的系统维护。