参考:
阮一峰:http://www.ruanyifeng.com/blog/2013/02/booting.html
从打开电源到开始操作,计算机的启动是一个非常复杂的过程。
一、第一阶段:BIOS
自ROM(只读内存)的发明,开机程序被刷入ROM芯片,计算机通电后,第一件事就是读取它。这块芯片里的程序叫做"基本输入输出系統",简称为BIOS。
- 1.1 硬件自检
BIOS程序首先检查,计算机硬件能否满足运行的基本条件,这叫做"硬件自检"。如果硬件出现问题,主板会发出不同含义的蜂鸣,启动中止。如果没有问题,屏幕就会显示出CPU、内存、硬盘等信息。
- 1.2 启动顺序
硬件自检完成后,BIOS把控制权转交给下一阶段的启动程序。这时,BIOS需要知道,"下一阶段的启动程序"具体存放在哪一个设备。也就是说,BIOS需要有一个外部储存设备的排序,排在前面的设备就是优先转交控制权的设备。这种排序叫做"启动顺序"。
二、第二阶段:主引导记录
BIOS按照"启动顺序",把控制权转交给排在第一位的储存设备。这时,计算机读取该设备的第一个扇区,也就是读取最前面的512个字节。如果这512个字节的最后两个字节是0x55和0xAA,表明这个设备可以用于启动;如果不是,表明设备不能用于启动,控制权于是被转交给"启动顺序"中的下一个设备。
- 2.1 主引导记录的结构
"主引导记录"只有512个字节,放不了太多东西。它的主要作用是,告诉计算机到硬盘的哪一个位置去找操作系统。
三、第三阶段:硬盘启动
这时,计算机的控制权就要转交给硬盘的某个分区了,这里又分成三种情况。
四、第四阶段:操作系统
控制权转交给操作系统后,操作系统的内核首先被载入内存。
以Linux系统为例,先载入/boot目录下面的kernel。内核加载成功后,第一个运行的程序是/bin/init。它根据配置文件产生init进程。这是Linux启动后的第一个进程,pid进程编号为1,其他进程都是它的后代。然后,init线程加载系统的各个模块,比如窗口程序和网络程序,直至执行/bin/login程序,跳出登录界面,等待用户输入用户名和密码。
至此,全部启动过程完成。