type
status
date
slug
summary
tags
category
icon
password
URL

Q1: 启动的基本流程?

notion image
  1. CPU复位, 加载BIOS
  1. BIOS/UEFI 执行相关固件代码
  1. 加载Bootloader
  1. 加载Linux 内核(vmlinuz/vmlinux) 和 initram/initramfs 文件系统
  1. Linux初始化, 启动 systemd/systemV

Q2: BIOS 是怎么启动的?

notion image
notion image
notion image
计算机加电后，CPU从物理地址0xFFFFFFF0（由初始化的CS：EIP确定，此时CS和IP的值分别是0xF000和0xFFF0)）开始执行。在0xFFFFFFF0这里只是存放了一条跳转指令，通过跳转指令跳到BIOS例行程序起始点。BIOS做完计算机硬件自检和初始化后

Q2.1: 0xFFFFFFF0 ?

尽管此时的Intel CPU还只能寻址1MB的内存，但凭借一个奇特的技巧，一个隐藏的基地址（其实就是个偏移量）会与EIP相加，其结果指向第一条将被执行的指令所处的地址0xFFFFFFF0（长16字节，在4GB内存空间的尾部，远高于1MB
📌
在Intel计算机上，有些物理内存范围被映射为设备地址 而不是实际的RAM存储器地址.
notion image
notion image
notion image

Q3: BIOS/UEFI 做了什么?

notion image
📌
BIOS和UEFI的最主要的功能：初始化硬件和提供硬件的软件抽象. UEFI带来的独特价值: 标准接口、开放统一和开源
  1. POST 自检
    1. 读取CMOS RAM中的信息识别硬件配置，并对其进行自检测试和初始化
      1. 硬件设备包括CPU、640K基本内存（640K BASE MEMORY）、1MB以上扩展内存（EXTEND MEMORY）、 ROM、主板、CMOS存储器、串口、并口、显卡、软盘子系统、硬盘子系统、键盘等
    2. BIOS 就有了系统所有硬件的信息。它通过几组详细定义好的接口，把这些信息抽象后传递给操作系统，这些信息包括 SMBIOS、ACPI 表（ACPI 与 UEFI），内存映射表（E820 或者 UEFI 运行时）等等。通过这层映射，才能做到做到操作系统完全不改而能够适配到所有机型和硬件
    3. 初始化中断向量表
      4. d. 寻找Bootloader

Q4: CD/ROM vs PXE vs Disk 启动? BIOS 如何找到bootloader?

📌
启动方式的不同本质上就是寻找bootloader方式的不同

Q5: Bootloader做了什么?

📌
内核本质是一个可执行文件, Bootloader主要目的就是将内核代码load到内存, 并跳转到内核代码. 本质上代码执行需要CPU和寄存器配合就行, 但需要一个地方存指令和数据(RAM或ROM)
常用的bootloader: grub2
  • 切换到保护模式，启用分段机制
  • 读磁盘中ELF执行文件格式操作系统到内存
  • 把控制权交给操作系统(并且会传递内核参数)
notion image

Disk/CDROM 启动

MBR概念

notion image
计算机开机后访问硬盘时所必须要读取的首个扇区(一个sector 512 bytes)，它在硬盘上的三维地址为（柱面，磁头，扇区）＝（0，0，1）。2字节的结束标志（55AA)

MBR里存放的是什么

bootloader的部分代码. MBR空间太小放不下整个bootloader, 所以mbr里放的代码用于跳转下一个阶段

主引导扇区的读取流程

  • 系统开机或者重启。
      1. POST 结束后, BIOS 发送int 0x19中断
      1. 读取主引导记录（MBR）。当BIOS检查到硬件正常并与CMOS中的设置相符后，按照CMOS中对启动设备的设置顺序检测可用的启动设备。BIOS将相应启动设备的第一个扇区（也就是MBR扇区）读入内存地址为0000:7C00H处。
      1. 检查0000:01FEH-0000:01FFH（MBR的结束标志位）是否等于55AAH，若不等于则转去尝试其他启动设备，如果没有启动设备满足要求则显示"NO ROM BASIC"然后死机。
      1. 当检测到有启动设备满足要求后，BIOS将控制权交给相应启动设备。启动设备的MBR将自己复制到0000:0600H处，然后继续执行。
      1. 根据MBR中的引导代码启动引导程序。
  • 事实上，BIOS不仅检查0000:01FEH-0000:01FFH（MBR的结束标志位）是否等于55AAH，往往还对磁盘是否有写保护、主引导扇区中是否存在活动分区等进行检查。如果发现磁盘有写保护，则显示磁盘写保护出错信息；如果发现磁盘中不存在活动分区，则显示类似如下的信息“Remove disk or other media Press any key to restart”。
实模式下中断
notion image

MBR vs GPT

 

PXE启动

notion image

Grub2

notion image
notion image

Stage 1

在BIOS平台下，boot.img是grub启动的第一个img文件，它被写入到MBR中或分区的boot sector中，因为boot sector的大小是512字节，所以该img文件的大小也是512字节。
boot.img唯一的作用是读取属于core.img的第一个扇区并跳转到它身上，将控制权交给该扇区的img。由于体积大小的限制，boot.img无法理解文件系统的结构，因此grub2-install将会把core.img的位置硬编码到boot.img中，这样就一定能找到core.img的位置。

Stage 2

notion image
  1. 初始化本阶段要使用到的硬件设备
  1. 检测系统内存映射（ memory map）
  1. 将内核映象和根文件系统映象读到RAM空间中
  1. 为内核设置启动参数
  1. 调用内核
 

Stage 1.5 ?

grub.cfg

initrd / initramfs

为什么不直接挂载根文件系统,需要initrd?

在早期的Linux系统中，一般就只有软盘或者硬盘被用来作为Linux的根文件系统，因此很容易把这些设备的驱动程序集成到内核中。但是现在根文件系统 可能保存在各种存储设备上，包括SCSI, SATA, U盘等等。因此把这些设备驱动程序全部编译到内核中显得不太方便，违背了“内核”的精神。在Linux内核模块自动加载机制中可以利用udevd可以实现内核模块的自动加载，因此我们希望根文件系统的设备驱动程序也能够实现自动加载。但是这里有一个矛盾，udevd是一个可执行文件，在根文件系统被挂载前，是不可能执行udevd的，但是如果udevd没有启动，那就无法自动加载根根据系统设备的驱动程序，同时也无法在/dev目录下建立相应的设备节点。
为了解决这个矛盾，于是出现了initrd(boot loader initialized RAM disk)。initrd是一个被压缩过的小型根目录，这个目录中包含了启动阶段中必须的驱动模块，可执行文件和启动脚本。包括上面提到的udevd，当系统启动的时候，bootload会把内核和initrd文件读到内存中，然后把initrd的起始地址告诉内核。内核在运行过程中会解压initrd，然后把initrd挂载为根目录，然后执行根目录中的/initrc脚本，可以在这个脚本中运行initrd中的udevd，让它来自动加载设备驱动程序以及 在/dev目录下建立必要的设备节点。在udevd自动加载磁盘驱动程序之后，就可以mount真正的根目录，并切换到这个根目录中。

Linux启动一定要用initrd么？

如果把需要的功能全都编译到内核中(非模块方式)，只需要一个内核文件即可。initrd 能够减小启动内核的体积并增加灵活性，如果你的内核以模块方式支持某种文件系统(例如ext3, UFS)，而启动阶段的驱动模块放在这些文件系统上,内核是无法读取文件系统的，从而只能通过initrd的虚拟文件系统来装载这些模块。这里有些人会问: 既然内核此时不能读取文件系统，那内核的文件是怎么装入内存中的呢?答案很简单，Grub是file-system sensitive的，能够识别常见的文件系统

SystemD / SysV Init

notion image
notion image
notion image

安装?

Anaconda 判断磁盘大小决定使用MBR分区还是GPT分区, 配合zerombr使用
8.14. Installation Destination Red Hat Enterprise Linux 7 | Red Hat Customer Portal
要选择磁盘并对要安装 Red Hat Enterprise Linux 的存储空间进行分区，请在 安装 概述 屏幕中选择 Installation Destination。如果您不熟悉磁盘分区，请参阅 附录 A, 磁盘分区简介 。 红帽建议您始终备份系统上拥有的任何数据。例如，如果您要升级或创建双引导系统，您应该备份您要保留在存储设备上的任何数据。不可预见的情况可能会导致您的所有数据丢失。 如果您安装 Red Hat Enterprise Linuxnbsp;Hat Enterprise Red Hat Enterprise Linuxnbsp;Linux 在文本模式中，您只能使用本节中描述的默认分区方案。您不能在安装程序自动添加或删除的分区或文件系统之外添加或删除。 特例 如果有一张 RAID 卡，请注意某些 BIOS 类型不支持从 RAID 卡中引导。在这种情况下，/boot 分区必须在 RAID 阵列之外的分区上创建，比如在一个单独的硬盘驱动器上创建。使用内部硬盘驱动器创建带有有问题的 RAID 卡的分区非常必要。软件 RAID 设置也需要 /boot 分区。如果您选择自动对系统进行分区，您应该手动编辑 /boot 分区。如需更多详情，请参阅 第 8.14.4 节 "手动分区"
8.14. Installation Destination Red Hat Enterprise Linux 7 | Red Hat Customer Portal
https://access.redhat.com/documentation/zh-cn/red_hat_enterprise_linux/7/html/installation_guide/sect-disk-partitioning-setup-x86#sect-bootloader-mbr-gpt-x86
8.14. Installation Destination Red Hat Enterprise Linux 7 | Red Hat Customer Portal
 

Systemd启动

Centos 启动脚本

 

根文件系统切换

安装过程中ipmi的作用

Dracut

📌
Linux内核提供了对tmpfs的内置支持，因此不需要额外的驱动程序

.treeinfo

这是一个.treeinfo文件的示例，它是一个元数据文件，通常位于Linux发行版的安装源目录中。.treeinfo文件提供了有关操作系统和可用镜像的信息。此文件可帮助安装程序找到并加载所需的内核和初始化RAM磁盘（initrd）映像。在这个例子中，操作系统是Kylin Linux Advanced Server V10，它针对x86_64架构。
这个文件包含以下几个部分：
  1. [general]：这部分提供了有关操作系统本身的一般信息，如时间戳、家族、版本、名称、变体和架构。
  1. [stage2]：这部分包含了一个指向安装程序主映像的路径，即images/install.img。安装程序将从这个映像加载所需的文件。
  1. [images-x86_64]：这部分包含了针对x86_64架构的内核和initrd映像路径，以及EFI引导映像和启动ISO映像。在此示例中，内核映像位于images/pxeboot/vmlinuz，initrd映像位于images/pxeboot/initrd.img。此外，还提供了EFI启动映像（images/efiboot.img）和启动ISO映像（images/boot.iso）的路径。
  1. [images-xen]：这部分包含了针对Xen虚拟化环境的内核和initrd映像路径。在此示例中，Xen内核映像位于images/pxeboot/vmlinuz，initrd映像位于images/pxeboot/initrd.img。
安装程序在启动时将解析.treeinfo文件，以确定操作系统的版本和架构，以及在哪里找到所需的内核和initrd映像。然后，安装程序会加载这些映像并开始安装过程。
 
CI 调研Kylin x86 ISO UDF安装失败
Loading...