1. 系统架构

1.1 PCI架构

  • PCI(外围组件互连): Intel Core系统的主要总线架构
  • 组件:
    • CPU:
      • 显示: eDP(支持i7 CPU和DDR4内存)
      • 显示: HDMI(支持i7 CPU和DDR4内存)
    • PCH(平台控制器中枢):
      • USB 3.0接口
      • PCI总线
      • 音频输出

1.2 lspci命令

  • 显示PCI总线和连接设备的信息
  • 可以查看:
    • 中断请求(IRQ)信息
    • 设备路径和速度
    • 制造商ID

1.3 ACPI(高级配置与电源接口)

  • 电源管理规范标准
  • 管理功能包括:
    • 电源按钮操作
    • 笔记本开合盖检测
    • 电池充电状态
    • CPU速度调节
  • 重要说明:
    • 不直接管理硬件，而是处理电源事件
    • 配置文件位置:
      • /etc/acpi/目录
      • /proc/acpi/目录
  • 守护进程:
    • acpid:
      • 配置目录: /etc/acpi/
      • 示例: 查看电源配置cat /etc/acpi/events/power.conf
    • systemd-logind:
      • 配置文件: /etc/systemd/logind.conf

2. 启动流程

2.1 传统SysV Init启动

  1. 电源启动
  2. BIOS初始化
  3. 引导加载程序(GRUB)
  4. 加载内核(vmlinuz, initramfs)
  5. 执行内核
  6. 执行initramfs
  7. init进程启动并挂载根文件系统
  8. init启动各种服务

2.2 现代systemd启动

  1. 电源启动
  2. UEFI初始化
  3. 引导加载程序(GRUB2)
  4. 加载内核(vmlinuz, initramfs)
  5. 执行内核
  6. 执行initramfs
  7. systemd启动并挂载根文件系统
  8. systemd启动各种服务

2.3 Init进程详情

  • 第一个用户空间进程路径: /sbin/init
  • 传统init流程:
    1. init读取/etc/inittab
    2. init执行/etc/rc.sysinit脚本
    3. init执行/etc/rc脚本
    4. /etc/rc执行/etc/rc<运行级别>.d/目录下的脚本

3. 分区表

3.1 GPT(GUID分区表)

  • EFI规范的一部分
  • 支持最大9.4TB分区
  • 使用GUID标识:
    • 设备标识
    • 分区标识

3.2 MBR(主引导记录)

  • 使用CHS(柱面/磁头/扇区)寻址
  • 最大只支持2TB分区

4. 系统信息命令

4.1 uname命令

显示系统信息:

1
2
3
4
5
6
uname -m  # 显示硬件架构类型
uname -n  # 显示网络节点主机名
uname -r  # 显示内核发行版本
uname -s  # 显示操作系统名称
uname -v  # 显示内核版本
uname -a  # 显示所有信息

4.2 wall命令

向所有用户广播消息:

1
wall "消息内容"

4.3 dmesg命令

显示内核环形缓冲区消息(启动日志):

1
dmesg

4.4 lsmod命令

列出已加载的内核模块:

1
lsmod

4.5 modprobe命令

手动加载设备驱动:

1
modprobe <设备名称>

5. /proc文件系统

/proc目录下的重要文件:

  • /proc/bus/usb/* - USB设备信息
  • /proc/cpuinfo - CPU信息
  • /proc/interrupts - 中断请求信息
  • /proc/pci - PCI设备信息
  • /proc/scsi/scsi - SCSI设备信息
  • /proc/version - 内核版本信息
  • /proc/meminfo - 内存信息

6. 运行级别

运行级别配置文件:

1
/etc/inittab

7. 模拟器

通过软件模拟硬件环境来运行不同操作系统的工具

8. 启动顺序图示

1
2
3
4
5
graph TD
    A[BIOS/UEFI固件] --> B[引导加载程序]
    B --> C[Linux内核]
    C --> D[Init/Systemd]
    D --> E[系统服务]