引导加载程序

2023-06-08 08:00:00 · 飞浪 · Elle Krout

打开计算机系统时会发生什么？从最基本的层面上讲，我们知道计算机的组件通电后，操作系统“启动”，以便用户能够与系统交互-无论是玩游戏、运行Web服务器、设置深入应用程序还是其他。但是计算机如何知道要

打开计算机系统时会发生什么？从最基本的层面上讲，我们知道计算机的组件通电后，操作系统“启动”，以便用户能够与系统交互 - 无论是玩游戏、运行 Web 服务器、设置深入应用程序还是其他。但是计算机如何知道要启动什么？如果处理器从系统内存中提取数据，它如何与内存存储中没有任何进程的新启动计算机一起工作？为此，计算机使用引导加载程序，这是一小段代码，旨在准备系统，然后将其传递给更复杂的内核，而内核又管理操作系统本身。引导加载程序位于硬盘驱动器（持久性内存）内的预定义位置；代码从此位置被拉入随机存取存储器以供处理器运行。从这里，引导加载程序准备系统环境，然后将控制权移交给内核或引导扇区。操作系统从内核运行；从引导扇区开始，新的引导加载程序将为引导过程的下一阶段做好准备 - 无论这是另一个引导扇区还是链中要运行的最后一个过程。引导加载程序被另一个引导过程接管一次或多次称为链式加载。某些引导加载程序（尤其是 Linux 发行版使用的引导加载程序）通常能够进行双重或多重引导。当一台计算机有多个操作系统需要引导时，就会使用这种方法。这些引导启动器通常具有简单的终端式界面，可以从中选择操作系统。

主引导记录

最初，主引导分区组织架构是引导 Linux（和其他）系统的唯一选择。这是计算机分区开头的引导部分，包含用于引导操作系统的可执行代码。主引导记录最多可与四个分区配合使用，引导磁盘大小最高可达 2 TB*。使用替代 GUID分区表时，这些限制将被消除。

GUID 分区表

GUID 分区表是一种 UEFI 分区组织架构，可以与 MBR 分区共存。与 MBR 不同，它不包含分区数量或大小限制。因此，一些 BIOS 系统使用 GPT，而更大的技术社区倾向于远离 MBR。许多兼容 Linux 的引导加载程序都适用于 MBR 和 GPT，包括经常使用的引导加载程序 GNU GRUB 。

GNU GRUB

Linux 用户和发行版中常见的引导加载程序是 GRUB，它由 GNU 项目创建，其中GRUB 2是 GRUB 的最新版本，而 GRUB 1 被视为旧版本。GRUB 1 不再处于积极开发中，并且正在逐步淘汰。GRUB 使用链式加载，其加载过程分为两步。步骤 1 位于 MBR 中，它加载core.img的第一部分，其中包含引导进入 GRUB 所需的内容。阶段 1.5 完成映像加载。最后，第二阶段从/boot菜单引导 GRUB，并在终端界面中提示用户选择操作系统。选择后，GRUB 将系统移交给内核。顾名思义，GRUB 具有多重引导功能，符合自由软件基金会的多重引导规范。这样，用户就可以从任意数量的兼容操作系统启动，并且系统之间的切换也变得相当容易。GRUB 还为用户提供了类似 BASH 的界面来与子系统交互，使用户能够更好地控制 GRUB 的使用和配置。总体而言，引导加载程序可以简单到立即将控制权传递给内核，也可以复杂到它要启动的某些操作系统；例如，GRUB 作为引导加载程序特别复杂，而其他引导加载程序（如 gummiboot）则专注于无需配置和“正常工作”。Linux 的引导加载程序并不止于 GRUB，因为许多系统仍在使用 LILO（Linux 加载程序）或其他程序。有了可用的引导加载程序选择（甚至可以自己制作），对于那些希望从头到脚配置系统甚至只是探索可能性的人来说，有很多选择。* 请注意，这并不妨碍系统访问大于 2 TB 的硬盘。只有引导分区不能超过 2TB。