linux啟動過程之MBR

我想每個使用linux系統的人，都會對一件事情感興趣，就是linux系統是如何啟動起來的，這一系列的過程是什麼樣的，本文將給你介紹一下linux系統的啟動。

我們正常都會把linux系統放在硬盤上，那麼為了啟動linux系統就會有以下的幾個問題需要解決：

1. Linux系統放在哪裡。

2. 那麼由哪個程序去找linux系統。

3. 找到linux系統後，如何將其加載起來的。

當我們的電腦開機時，會先運行一個程序，來進行硬件的自檢，完成硬件的自檢後，會調用boot_loader 將linux 系統啟動起來，那麼這個程序是什麼呢？這個程序就是我們熟知的BIOS。

BIOS程序是固化在計算中的ROM芯片中，當計算機開機時，會強制將CS寄存器設置為0xF000，IP寄存器設置為0xFFF0,因此開機啟動時，CPU就會去0XFFFF0地址取指令執行，而BIOS的入口就是該地址，因此計算機啟動時，運行的第一個程序就是BIOS。

BIOS程序的功能主要分為兩部分：

1. POST 自檢

2. Runtime服務

POST 自檢主要是檢測硬件是否正確，比如有沒有接觸不良的現象等。

Runtime 服務，主要是根據啟動順序，去啟動的設備中去讀取MBR，也就是主引導記錄，然後將IP指向MBR所在的內存的起始地址，去執行它。例如：啟動的設備正常都在硬盤中，所以BIOS會去硬盤去讀取第一個扇區，將這個扇區的代碼加載到內存中，這個扇區的內容就是MBR，然後將IP指針指向MBR進行執行。

通過上面我們知道了從BIOS到MBR的流程：

圖1

MBR即主引導記錄的介紹：

MBR位於啟動設備的第一個扇區，共佔用512個字節，程序代碼佔用446個字節，剩下的信息是分區表和標誌位。

圖2

MBR的前446個字節裝的是bootLoader，接下來的64個字節時分區表的信息，每個分區是16個字節，最後的兩個字節時0XAA55，作為MBR的結束標誌，也是MBR的有效校驗的標誌。

每16個字節代表一個分區，組成如下：

第一個字節：表示激活標誌，0x80表示該分區是激活的，非0x80表示的是普通的分區。

第2到4個字節：表示該分區的起始扇區的物理位置。

第5個字節：表示的該分區的類型。

第6到8個字節：表示的是該分區的最後的扇區所處的物理位置。

第9到12字節：表示的是第一個扇區的邏輯地址。

第13到16個字節：表示的是該分區的扇區數。

引導內核的流程：

剛才我們講到，自開機，第一個被運行的程序是BIOS，然後BIOS根據啟動順序去啟動設備讀取第一個扇區到內存，該扇區就是MBR，然後CPU轉到MBR中的bootloader去執行，也就是MBR對應的前446個字節所對應的代碼。

這段代碼所做的工作如下：

1. 將自己從0x7c00 移到0x600 處。

2. 遍歷分區表，找到可引導的分區，即查找激活的分區，即第一個字節是0x80 標誌的分區。

3. 如果找到可引導的分區，則MBR會讀取該分區的可引導的扇區的代碼，將其加載到0x7c00地址處。

4. 驗證可引導的扇區最後的兩個字節是否為0xAA55.

5. 最後跳轉到0x7c00 處執行內核的引導程序。

內核就是由該引導程序加載起來的，內核被加載到內存中後，會進行一系列的初始化，由於時間的關係，後續會講解內核的初始化的流程，請大家關注哦。