电脑启动是一个复杂而精密的过程，其中 boot loader 阶段扮演着至关重要的角色。在这个阶段，电脑从开机到操作系统完全加载，经历了多个步骤。下面，我们就来揭开 boot loader 阶段的神秘面纱，看看它是如何启动操作系统的。
1. 开机自检（POST）
当电脑接通电源后，首先会进行一个简单的自检过程，称为 POST（Power-On Self-Test）。这个阶段，电脑会检查硬件设备是否正常工作，如内存、硬盘、显卡等。如果发现问题，电脑会通过蜂鸣声或其他方式提示用户。
2. 加载 BIOS 或 UEFI
POST 过程完成后，电脑会尝试从主板上存储的 BIOS 或 UEFI（Unified Extensible Firmware Interface）固件中获取启动信息。BIOS 或 UEFI 是电脑启动过程中的关键角色，它们负责识别和初始化硬件设备，并将控制权交给 boot loader。
2.1 BIOS
BIOS（Basic Input/Output System）是一种固件程序，存储在电脑主板的 ROM 芯片中。在 boot loader 阶段，BIOS 会按照以下步骤进行操作：
- 初始化硬件设备，如内存、硬盘、显卡等。
- 从启动设备列表中查找第一个可启动的设备。
- 加载该设备的 boot loader 程序到内存中。
2.2 UEFI
UEFI（Unified Extensible Firmware Interface）是一种更先进的固件标准，相较于 BIOS，它具有以下优势：
- 支持更大的内存和更快的启动速度。
- 支持从多种存储设备启动，如 USB、硬盘等。
- 支持图形化界面。
在 boot loader 阶段，UEFI 的操作步骤与 BIOS 类似，但更加复杂。以下是 UEFI 的启动步骤：
- 初始化硬件设备。
- 加载启动设备列表。
- 查找可启动的设备。
- 加载该设备的 boot loader 程序到内存中。
3. 加载 boot loader
当 BIOS 或 UEFI 将 boot loader 程序加载到内存中后，boot loader 开始执行。boot loader 的主要任务是从硬盘或其他存储设备中加载操作系统的内核。
3.1 MBR 与 GPT
boot loader 需要知道操作系统内核存储的位置。在传统的硬盘分区中，有两种常见的分区表格式：MBR（Master Boot Record）和 GPT（GUID Partition Table）。
- MBR：MBR 是一种简单的分区表格式，它将硬盘分为最多四个主分区。MBR 阶段存储着 boot loader 程序和分区信息。
- GPT：GPT 是一种更先进的分区表格式，它支持更大的硬盘和更多的分区。GPT 阶段存储着 boot loader 程序、分区信息和硬盘映射信息。
3.2 加载内核
boot loader 会根据分区表信息，从指定的分区中加载操作系统的内核。内核是操作系统的核心部分，负责管理硬件资源和运行应用程序。
3.3 初始化设备
内核加载完成后，boot loader 会继续初始化硬件设备，如内存、硬盘、显卡等。这一过程称为初始化阶段。
4. 启动操作系统
初始化阶段完成后，boot loader 将控制权交给操作系统内核。内核会继续加载其他系统组件，如驱动程序、服务等，最终完成操作系统的启动。
总结
电脑启动过程中的 boot loader 阶段至关重要，它负责从 BIOS 或 UEFI 加载内核，并初始化硬件设备。通过了解 boot loader 的工作原理，我们可以更好地理解电脑启动的过程，为解决启动问题提供帮助。