Linux 启动流程与多重引导及虚拟文件系统的意义

一，一些常识：

①每块硬盘的第一个扇区包含446B的MBR（主引导记录）和46B的分区表（partition table）。

②每个文件系统（分区）一般在最前面都会保留一个boot sector（引导扇区或称为启动扇区）。

③CMOS是记录各项硬件参数且嵌入到主板上的存储器，BIOS是一个写入到主板上的软件程序。

二，启动流程：

按下电源－－－自动加载BIOS（读取CMOS各种参数、开机硬件检测）－－－根据BIOS中指定的启动设备（某块硬盘）读取MBR－－－安装在MBR上的boot loader（如：grub）提供各种菜单供用户选择启动选项

启动选项如：转交给winodws loader ，转交给linux loader……

比如选择了启动linux系统，则在grub提供的菜单上选择linux的相应启动选项，然后进入linux loader ，再由linux loader 加载内核文件，最后完成启动。

三，一些介绍：

一块硬盘的第一个扇区有446B的MBR，有46B的分区表，给该硬盘进行格式化时，（或进行分区时），比如划出一个分区用来安装windows，则将该分区格式化为NTFS；再划出一个分区用来安装linux，则将该分区格式化为EXT3.

windows的文件系统与linux文件系统是不同的，因此，这两个文件系统一般在不同的分区上，而在每一个分区上一般默认会划分出一个boot sector，该boot sector

用来安装boot loader，boot loader就是用来加载系统内核文件的。

windows安装时，默认主动将MBR与boot sector 都装上一份boot loader，而linux安装时，可以选择将boot loader安装到MBR，也可以选择不安装到MBR。因此，装双系统时，要先装好windows。这样再去装linux时，把grub安装到MBR中，由grub提供的选项来选择是否启动哪个系统，当选择了linux时，就会跳转到linux文件系统下的boot sector 下去执行boot loader以加载linux内核；当选择了windows时，就会跳转到windows的文件系统下的boot
sector 去执行boot loader以加载windows内核。

虚拟文件系统的意义：

linux中，模块（各种各样的驱动程序）放置在磁盘根目录下（/lib/modules/），因此在启动过程中内核必须要挂载根目录，这样才能读取内核模块以加载驱动程序。

但是，由于内核不认识磁盘，因而需要加载磁盘的驱动程序，而磁盘的驱动程序又存放在/lib/modules/下，因而需要挂载根目录，但是内核又没有加载磁盘的驱动程序，因此似乎陷入了一个死循环中。此时就需要虚拟文件系统来处理了。

虚拟文件系统一般使用文件名为：/boot/initrd　它通过boot loader 加载到内存，在内存中解压并仿真出一个根目录，这个仿真的文件系统提供一个可执行程序，通过该程序来加载内核需要的模块（如各文件系统与磁盘接口的驱动程序）