# Linux 筆記 2
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## Bootstrap (開機載入)

### 完整的linux系統需要以下部分

- Bootloader
- Device tree blob
- boot.img
- Linux Kernel (Linux核心)
- Root Filesystem (根目錄檔案系統)

### 常見的Bootloader
- Grub
一個來自GNU專案的啟動載入程式。允許用戶可以在電腦內同時擁有多個作業系統，並在電腦啟動時選擇希望執行的作業系統。
- Uboot
桌機開機時先執行BIOS，先初始化電腦周邊裝置，再從硬碟或其他儲存裝置將作業系統載入到記憶體執行。
然而在Embedded system則稱為Bootload，較為普遍使用的Bootload為u-boot。
開機時u-boot協助將Linux的Image搬到記憶體，但Image在產生時沒有提供u-boot足夠的資訊執行搬移動作與啟動核心，因此u-boot提供了mkimage工具，來將Liinux kernel的Image或zImage轉成u-boot可以識別的格式，產生的檔案稱之為uImage。
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### Linux開機啟動過程詳解(bootstrap)
1. 開機時計算機會透過BIOS讀取存儲設備
2. 從存儲設備讀取起始的512 bytes，這512 bytes叫做主引導記錄MBR (master boot record)
MBR會告訴電腦從該設備的某一個分區(partition)來裝載引導加載程序(boot loader)，Boot loader儲存有作業系統(OS)的相關信息，比如作業系統名稱，作業系統核心 (kernel)所在位置等。
3. boot loader會加載kernel
kernel實際上是一個用來操作計算機的程式，它是計算機作業系統的核心，**主要的任務是管理計算機的硬體資源，充當軟體和硬體的接口**。作業系統上的任何操作都要通過kernel傳達給硬體。Windows和Linux各自有自己kernel。狹義的作業系統就是指kernel，廣義的作業系統包括kernel以及kernel之上的各種應用。
4. 如果載入的是Linux kernel，kernel會首先預留自己運行所需的儲存空間，然後通過驅動程序(driver)檢測計算機硬體，如此作業系統就可以知道自己有哪些硬體可用
**kernel會啟動一個init進程**。它是Linux系統中的1號進程(Linux系統沒有0號進程)。
5. Init process(初始化程序)會運行一系列的初始腳本(startup scripts)，這些腳本是Linux中常見的shell scripts。執行如下功能
* 設置計算機名稱
* 時區
* 檢測文件系統
* 掛載硬碟
* 清空臨時文件(/tmp)
* 設置網路
* …等

6. 最後init會給出登錄(login)對話框，或者是圖形化的登錄介面

**總結 BIOS -> MBR -> boot loader -> kernel -> init process -> login**

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### Linux Kernel
電腦真正在工作的東西其實是『硬體』， 例如數值運算要使用到 CPU、資料儲存要使用到硬碟、圖形顯示會用到顯示卡、 音樂發聲要有音效晶片、連接 Internet 可能需要網路卡等等。那麼如何控制這些硬體呢？ 那就是核心的工作了！也就是說，你所希望電腦幫你達成的各項工作， 都需要透過『核心』的幫助才行。

### Root Filesystem
Root filesystem的建置，即是在**建立1個基本的Linux系統(base system)**，讓kernel在完成開機後，進入user mode執行使用者程式。
嵌入式Linux的root filesystem是依照需求加入套件，當root filesystem缺少必要的library時，程式當然無法執行，甚至系統也會無法順利啟動。

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### 本章節練習與反思
* 一般計算機都是從 0 開始數，那為什麼文中提到的 init 的 pid 為 1 呢？那 pid 0 的行程又是什麼呢？
PID為0者為idle process，沒有其他process時就會調用idle()

### 資料來源
linux process（三）——idle process

https://blog.csdn.net/u013686805/article/details/19905941