Bootloader

即引导加载程序。

Booter要初始化系统硬件使之运行起来，Loader将操作系统加载到内存中，并跳转到操作系统的代码运行

Bootloader的实现严重依赖于硬件，不同板子的加载程序肯能不同

U-boot启动过程

stage1 和 stage2

依赖于CPU体系结构的代码通常放在stage1且可以用汇编实现
stage2通过C语言实现

。。。

MIPS启动过程

MIPS基本地址空间

32位下，程序地址空间（4G）可以划分为4个大块

Mapped (kseg2) -> 1G
Unmapped uncached (kseg1) -> 512MB
Unmapped cached (kseg0) -> 512MB
User space -> 2G

从0xA000,0000 (kseg1)访问物理地址要抹掉高3位

从0x8000,0000 (kseg0)访问物理地址要去掉最高位

cached：需要cache使能

mapped：只有当页表(MMU)准备好了才能访问该区域

所以启动程序应该放在unmapped uncached (kseg1)，这是唯一在系统启动时能够正常工作的地址空间

MIPS启动地址

启动入口地址是0xBFC00000，位于kseg1。这个向量对应的物理地址是0x1FC00000。上面留有4MB空间

stage1

设置堆栈：通过控制sp指针分配栈帧，主要目的是为了C语言传参（前提是RAM被激活了）

stage2

调用board.c中的函数进行初始化：时钟、环境变量、串口、内存、外设

最后进入命令行或直接启动Linux Kernal

LINUX启动过程

BIOS (Basic Input/Output System)

启动第一步：运行BIOS。

BIOS存储在ROM中，与硬件系统集成在一起，因此也被称为固件，保证掉电后内容不会丢失。CPU上电后将跳转到BIOS的固定存储地址，让初始化程序开始运行

功能

POST: Power-On Self-Test

从CMOS中读取重要硬件组件列表，以及一些用户自定义数据
读取启动顺序 (Boot Sequence)

用户可以通过BIOS选择通过哪个设备引导电脑启动 (Boot Device)

UEFI (Unified Extensible Firmware Interface)

另起炉灶

上古时代的内存空间实在过于狭小，因此BIOS面临着向前兼容的巨大压力。在IT行业飞速发展的背景下，UEFI诞生了。
特点

具有C语言风格的参数堆栈传递方式，较BIOS而言更易于实现，容错和纠错特性更强，它运行于32位或64位模式，寻址能力更强

MBR (Master Boot Record)

启动第二步：读取MBR

MBR位于磁盘上第0磁头第0磁道，存放预启动信息、分区表信息

Boot Loader

启动第三步，运行操作系统内核加载器。在UEFI模式下会显示一个菜单，让用户选择要启动的操作系统。如果选择Linux，就会通过LILO或GRUB来识别文件系统，引导核心。

内核加载

一旦引导加载程序确定了要启动的操作系统，它就会将内核文件加载到内存中。内核文件位于/boot目录下，如果执行ls /boot命令，会看到该目录下有一个vmlinuz文件，这就是核心文件。

init进程

内核文件加载以后，就开始执行第一个进程/sbin/init。所有的进程都是该进程的衍生，都是其子进程。

init进程的作用有许多，其会读取/etc/inittab文件确定系统启动的运行级别(runlevel)。

linux有7种运行级别：（各个发型版本有所区别）

‌0‌：系统停机（shutdown），用于关机。
1‌：单用户模式（single user mode），通常用于系统维护，只有root用户能登录。
2‌：多用户模式，没有网络文件系统（NFS）。
3‌：完全多用户模式，提供完整的网络服务。
‌4‌：保留未用，可以由系统管理员自定义。
‌5‌：图形界面的多用户模式，启动X Window图形界面。
‌6‌：重启（reboot），用于重启系统。

（这似乎解释了我一直以来的一个疑惑，即计算机关机后为什么知道自己真的要关机还是要重启）

如果你打开inittab文件，会看到其内容的第一行是：

1	id:2:initdefault:

这说明系统启动时的运行级别是2

再往下看：

10:0:wait:/etc/rc.d/rc 0
11:1:wait:/etc/rc.d/rc 1
12:2:wait:/etc/rc.d/rc 2
13:3:wait:/etc/rc.d/rc 3
14:4:wait:/etc/rc.d/rc 4
15:5:wait:/etc/rc.d/rc 5
16:6:wait:/etc/rc.d/rc 6

这7个文件分别是7个不同运行等级需要启动的服务脚本。7个文件内列出的程序全部是链接文本，统一指向另外一个目录/etc/init.d/，真正的服务脚本都放在这一个目录下。这样做实现了启动脚本的统一管理。

用户登录

至此，开机启动程序加载完成了。我们终于迎来了熟悉的用户登录环节。

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OS-计算机启动