BIOS/UEFI.  Nach dem Einschalten des Computers initialisiert das BIOS oder das UEFI den Bildschirm und die Tastatur und testet den Hauptspeicher. Bis zu dieser Phase greift der Computer nicht auf Massenspeichergeräte zu. Anschließend werden Informationen zum aktuellen Datum, zur aktuellen Uhrzeit und zu den wichtigsten Peripheriegeräten aus den CMOS-Werten geladen. Wenn die erste Festplatte und deren Geometrie erkannt wurden, geht die Systemkontrolle vom BIOS an den Bootloader über. Wenn das BIOS Netzwerk-Booting unterstützt, ist es auch möglich, einen Boot-Server zu konfigurieren, der den Bootloader bereitstellt. Auf x86_64-Systemen ist PXE-Boot erforderlich. Andere Architekturen verwenden meist das BOOTP-Protokoll, um den Bootloader abzurufen.

Bootloader.  Der erste physische 512 Byte große Datensektor der ersten Festplatte wird in den Arbeitsspeicher geladen und der Bootloader, der sich am Anfang dieses Sektors befindet, übernimmt die Steuerung. Die vom Bootloader ausgegebenen Befehle bestimmen den verbleibenden Teil des Bootvorgangs. Aus diesem Grund werden die ersten 512 Byte auf der ersten Festplatte als Master Boot Record (MBR) bezeichnet. Der Bootloader übergibt die Steuerung anschließend an das eigentliche Betriebssystem, in diesem Fall an den Linux-Kernel. Weitere Informationen zu GRUB 2, dem Linux-Bootloader, finden Sie unter Kapitel 13, Der Bootloader GRUB 2. Bei einem Netzwerk-Boot fungiert das BIOS als Bootloader. Es erhält das Boot-Image vom Boot-Server und startet das System. Dieser Vorgang ist vollständig unabhängig von den lokalen Festplatten.

Kernel und initramfs.  Um die Systemsteuerung zu übergeben, lädt der Bootloader sowohl den Kernel als auch ein initiales RAM-basiertes Dateisystem (das initramfs) in den Arbeitsspeicher. Die Inhalte der Datei initramfs können direkt vom Kernel verwendet werden. initramfs enthält eine kleine ausführbare Datei namens init, die das Einhängen des Root-Dateisystems übernimmt. Spezielle Hardware-Treiber für den Zugriff auf den Massenspeicher müssen in initramfs vorhanden sein. Weitere Informationen zu initramfs finden Sie unter Abschnitt 10.2, „initramfs“. Wenn das System über keine lokale Festplatte verfügt, muss initramfs das Root-Dateisystem für den Kernel bereitstellen. Dies kann mithilfe eines Netzwerkblockgeräts, wie iSCSI oder SAN, bewerkstelligt werden, es kann aber auch NFS als Root-Gerät eingesetzt werden.

Anmerkung: Die init-Vorgänge

Derzeit gibt es zwei unterschiedliche Programme mit dem Namen „init“:

1. der initramfs-Vorgang, mit dem das Root-Dateisystem eingehängt wird

2. der Betriebssystemvorgang, mit dem das System eingerichtet wird

Die beiden Vorgänge werden in diesem Kapitel daher als „init unter initramfs“ bzw. „systemd“ bezeichnet.

init unter initramfs.  Dieses Programm führt alle erforderlichen Aktionen aus, mit denen das eigentliche Root-Dateisystem eingehängt wird. Es bietet Kernel-Funktionen für das benötigte Dateisystem sowie Gerätetreiber für Massenspeicher-Controller mit udev. Nachdem das Root-Dateisystem gefunden wurde, wird es auf Fehler geprüft und eingehängt. Wenn dieser Vorgang erfolgreich ist, wird das initramfs bereinigt, und der systemd-Daemon wird für das Root-Dateisystem ausgeführt. Weitere Informationen zu init unter initramfs finden Sie unter Abschnitt 10.3, „init unter initramfs“. Weitere Informationen zu udev finden Sie in Kapitel 17, Gerätemanagement über dynamischen Kernel mithilfe von udev.

systemd.  systemd wickelt das eigentliche Booten des Systems ab; hierzu werden Dienste gestartet und Dateisysteme eingehängt. systemd wird in Kapitel 11, Der Daemon systemd beschrieben.