核心总纲

Linux操作系统由内核 + 用户态程序、工具、配置、驱动共同组成。硬盘只负责持久存放这些文件；真正运行，必须把代码加载到内存。内核是整套系统的核心资源管理者；驱动是内核与硬件的翻译；所有业务软件无权直接操控硬件，必须通过内核中转。

一、安装系统：系统被放在哪里？

安装Linux，本质是把一系列文件写入硬盘的不同分区，硬盘断电数据保留，但存放在硬盘里的文件只是静态副本，不会自动运行 。

分区存放内容：

区分：发行版（Ubuntu/Rocky）≠ 内核。发行版 = 内核 + 一大堆配套工具、服务。单独内核没法登录、敲命令。

主板固件（BIOS/UEFI）先启动

固件固化在主板芯片上，不在硬盘。上电先做POST自检，检查CPU、内存、硬盘等硬件是否正常；然后按启动顺序寻找可引导设备，找到GRUB引导程序，把GRUB加载进内存，把CPU控制权交给GRUB。此时Linux内核还没有运行。
GRUB引导程序

GRUB就是开机看到的内核选择菜单。它的任务：从硬盘/boot里读取内核vmlinuz + initramfs，加载到内存，之后把控制权交给内核。

内核初始化、识别硬件、加载驱动
内核拿到CPU控制权后，先初始化CPU、中断、虚拟内存；依靠initramfs里的驱动识别硬盘，执行switch_root，抛弃临时的initramfs，挂载硬盘上真实的根文件系统。
挂载根之后，内核扫描PCI总线上所有硬件（网卡、SSD、RAID卡、USB设备），匹配硬件ID，从/lib/modules/对应内核版本/加载对应的驱动模块（ko）。
驱动加载成功，内核和硬件之间的通信通道正式打通。硬件完成工作后，通过中断通知内核。

驱动有两种形式：① 内置驱动：编译时直接打包进vmlinuz内核；② 可加载模块ko：独立文件，可以用lsmod/insmod/rmmod动态加载、卸载，节省内存。驱动运行在内核态（最高权限）。

启动第一个用户进程 systemd（PID=1）
内核只管底层硬件和资源调度，不负责启动业务服务。内核准备就绪后，拉起systemd，它相当于前台总管，按顺序执行：挂载其他分区、配置网卡IP、启动ssh、日志、定时任务、开启登录终端。
等所有依赖服务启动完成，系统进入稳定运行状态，等待用户登录、运行程序。

驱动是跑在内核态的一段小程序，内核和硬件之间的翻译。

内核只下发标准化指令：读、写、打开设备；
不同厂商硬件指令、寄存器、时序各不相同，内核看不懂硬件原生信号；
驱动双向翻译：
正向：内核下发通用指令 → 驱动翻译成硬件识别的电信号，写入硬件寄存器，指挥硬件干活；
反向：硬件完成任务，触发中断告诉CPU → 驱动读取硬件原始数据，翻译成内核能识别的数据结构，上交内核。

⚠️ 重要风险：驱动和内核在同一个地址空间，驱动bug、版本不匹配，会直接造成内核panic、整机卡死；普通用户程序崩溃，仅仅自身进程退出，不会影响整机。

内存中常驻两大块：

完整请求链路（比如程序读取一个文件）：

应用软件（用户态，权限受限） → 发起系统调用syscall（举手向内核申请） → 内核收到请求 → 调用对应驱动下发指令 → 驱动控制硬件读取数据

数据原路返回：硬件 → 驱动翻译原始信号 → 内核 → 拷贝数据给应用程序

通俗一句话：应用不能直接摸硬件，所有硬件操作都必须委托内核，由驱动完成和硬件的通信。