操作系统启动原理解析

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序

一开始学习linux的时候我是直接按照网上的教程装了一个双系统，磁盘分区这些配置那个时候也不是很懂就照猫画虎的配置了一遍。之后因为一些需求又装了几次系统，也帮女朋友装过一次。每一次都要重新翻找原来的博客，而且在碰到女票的SSD比较小的情况时，磁盘分区的问题还着实费了翻功夫。巧的是大三打算进学院的实验室划划水，院长钦点的考核项目需要考察对系统的了解，少不了要装个系统吧。忙里偷闲从头系统的学习一下Linux系统的安装，顺序手写一篇博客方便以后翻看。

磁盘分区

1.磁盘分区表

我们知道磁盘的盘片上面会有很多的扇区，其中整块磁盘的第一个扇区最为重要，因为这个扇区上保存了两个特别重要的信息：

• 主引导分区 Master Boot Record（MBR）可以安装引导加载程序的地方，有446Bytes
• 分区表（partition table）记录整块硬盘分区的状态，有64Bytes

MBR之所以重要，是因为当系统在开机的时候会主动去读取这个区块的内容，这样系统才会知道你的程序存放在哪里并且如何开机。这个概念一会儿还会用到。

那么磁盘分区表呢？我们的硬盘就像是一块原木，我们根据需要将这块原木分割成我们想要大小的区段。在分区表的64Bytes里面，总共分为了4个记录区，分别记录了该区段的启示与结束的柱面号码（请参看机械硬盘相关概念）。注意虽然我们可以分出很多个分区，但是分区表实际只能容纳4个分区而已，硬盘默认的分区表仅能写入四组分区信息，这四组分区我们成为主分区或者扩展分区，其中分区的最小单位是柱面。分成比4个更多的分区这样的操作的确存在，是如何做到的呢？其实是那个扩展分区做的。4个分区记录里（第一扇区上），一个（P1）主分区，一个扩展分区指向其他扇区上面的其他区块，在这个区块上继续分区。这些分区就被称为逻辑分区（L），总共所使用的柱面范围就是上面扩展分区里面指定的柱面范围。例如一个分区实例：

• P1:/dev/hda1
• P2:/dev/hda2
• L1:/dev/hda5
• L2:/dev/hda6

细心的你一定发现了吧，hda3 和 hda4被跳过了，原因就是L1逻辑分区是由P2扩展分区持续分割而来的。1~4号是留给主/扩展分区的，逻辑分区就只能从5号开始排号喽。

2.开机流程与MBR的关系

我们原来一直忽略的一点，其实操作系统也是软件。开机时的计算机没有任何软件系统，那么他是如何读取磁盘中的操作系统程序并运行的呢，本节将为你解答。
开机的时候计算机要去执行的第一个软件时BIOS，这个是在固定的硬件里面写死的。BIOS会根据用户的设置去取得能够开机的磁盘，读取它的第一个扇区的MBR，其中放置的是一个最基本的引导加载程序（Boot loader），接下来就是这个程序的任务啦，BIOS就可以宣告休息了。
这个引导文件的目的是加载内核文件（load），之后的工作就由操作系统接手啦。
以上是正常的只安装有一个操作系统的机器的开机流程。其实Boot loader还可以把引导加载功能转交给其他loader，MBR虽然只有一个，但是引导加载程序却可以安装在MBR之外的每个分区的引导扇区（Boot sector），这也就实现了多重引导的功能。

3.磁盘分区

to be continue。。。。