引导系统介绍

系统启动方式

BIOS (Basic Input/Output System) 和 EFI (Extensible Firmware Interface) 是计算机固件的两种类型。它们在计算机启动和操作系统加载过程中扮演着关键角色。

历史背景:
- BIOS 是早期个人电脑使用的固件，最早由 IBM 在 1981 年引入。
- 它是 IBM PC 兼容系统的标准，一直沿用至今。
功能:
- 初始化和测试硬件组件（如内存、硬盘、光驱等）。
- 查找并启动操作系统。
- 提供基本的硬件抽象层，让操作系统与硬件设备进行交互。
界面与操作:
- 通过键盘（通常是按下特定键如 DEL、F2、F12 等）进入 BIOS 设置界面。
- 使用文本界面进行配置设置，如系统时钟、启动顺序、硬件配置等。
局限性:
- 支持 16 位模式，内存寻址能力有限（1MB 以下）。
- 启动时间较长，界面和功能较为原始。

历史背景:
- EFI 是由 Intel 在 1998 年推出的，用于替代传统的 BIOS。
- 后来演变成 UEFI（Unified Extensible Firmware Interface），并由 UEFI Forum 管理。
功能:
- 提供更多现代计算机启动过程的灵活性和扩展能力。
- 支持 32 位和 64 位模式，允许更大的内存寻址。
- 内置网络功能和图形界面支持，能够直接从固件中启动操作系统。
界面与操作:
- 通过键盘（通常是按下特定键如 DEL、F2、ESC 等）进入 UEFI 设置界面。
- 提供图形用户界面（GUI），更加用户友好，支持鼠标操作。
- 更强大的设置选项，包括安全启动、固件更新等。
优势:
- 更快的启动速度，支持快速启动和安全启动功能。
- 支持 GPT（GUID Partition Table），允许创建更多分区，支持大于 2TB 的硬盘。
- 提供更高的安全性，通过数字签名验证启动程序和驱动程序。

操作提醒：安装或重写 GRUB、systemd-boot、U-Boot 会改变启动路径，错误配置可能导致系统无法启动。执行前先确认固件模式、目标磁盘或 EFI System Partition，并准备可回滚的救援介质。

GRUB（Grand Unified Bootloader）是一个用于启动操作系统的引导加载程序，主要用于 GNU/Linux 系统，但也可以引导其他操作系统。它是一个灵活而强大的多引导管理器，允许用户从不同的内核或操作系统中进行选择。以下是 GRUB 的一些关键特性和功能：

GRUB 有两个主要版本：

GRUB Legacy：
- 这是早期版本的 GRUB，现在已经很少使用。
- 配置文件为 menu.lst 或 grub.conf。
GRUB 2：
- 这是当前主流版本，具有更多的功能和更好的支持。
- 配置文件为 grub.cfg，并且使用 grub-mkconfig 工具生成。

安装：
- 在大多数 Linux 发行版中可以通过发行版包管理器安装 GRUB；包名会随发行版变化，例如 Debian/Ubuntu 常见为 grub-pc、grub-efi-amd64 或 grub2-common，RHEL/Fedora 系常见为 grub2-*。不要直接复制未确认发行版的安装命令。
- 安装完成后，需要将 GRUB 安装到硬盘的主引导记录（MBR）或 EFI 分区。
配置：
- 使用 grub-mkconfig 命令生成或更新 GRUB 配置文件。
- 手动编辑 /etc/default/grub 文件来设置默认启动项和启动参数，然后运行 update-grub 更新配置。
启动项管理：
- 可以通过 /etc/grub.d/ 目录中的脚本添加、删除或修改启动项。
- 使用 grub-customizer 等图形化工具进行更直观的配置管理。

systemd-boot 使用 systemd 的一部分, 参考 systemd 的文档

U-Boot（Universal Boot Loader，通用引导加载程序）是一款开源、跨平台的引导加载程序，常用于嵌入式系统中，以初始化硬件并加载操作系统内核。以下是 U-Boot 的一些主要功能和特性：

以下是使用 U-Boot 引导嵌入式系统的典型步骤：

编译：
- 使用特定板级配置来配置 U-Boot。
- 编译 U-Boot 以生成引导加载程序二进制文件。
Terminal window
```
make <board_name>_defconfig
make
```
烧录：
- 将 U-Boot 二进制文件烧录到目标硬件上的适当存储设备（如 NAND、NOR 闪存或 SD 卡）。
引导：
- 上电时，U-Boot 会初始化硬件并显示命令提示符。
- 使用 U-Boot 命令加载操作系统内核并引导它。
Terminal window
```
bootm <kernel_address>
```

设置环境变量：

setenv bootcmd 'tftpboot 0x80000000 kernel.img; bootm 0x80000000'
saveenv