1、Linux内核启动协议 阅读文档\linux-2.6.35\Documentation\x86\boot.txt 传统支持Image和zImage内核的启动装载内存布局（2.4以前的内核装载就是这样的布局）： | |0A0000 +————————+ | Reserved for BIOS | Do not use. Reserved for BIOS EBDA.09A000 +————————+ | Command line | | Stack/heap | For use by the kernel real-mode code.098000 +————————+ | Kernel setup | The kernel real-mode code.090200 +————————+ | Kernel boot sector | The kernel legacy boot sector.090000 +————————+ | Protected-mode kernel | The bulk of the kernel image.010000 +————————+ | Boot loader | <- Boot sector entry point 0000:7C00001000 +————————+ | Reserved for MBR/BIOS |000800 +————————+ | Typically used by MBR |000600 +————————+ | BIOS use only |000000 +————————+ 当使用bzImage时，保护模式的内核会被重定位到0x1000000（高端内存），内核实模式的代码（boot sector,setup和stack/heap）会被编译成可重定位到0x100000与低端内存底端之间的任何地址处。不幸的是，在2.00和2.01版的引导协议中，0x90000+的内存区域仍然被使用在内核的内部。2.02版的引导协议解决了这个问题。boot loader应该使BIOS的12h中断调用来检查低端内存中还有多少内存可用。 人们都希望“内存上限”，即boot loader触及的低端内存最高处的指针，尽可能地低，因为一些新的BIOS开始分配一些相当大的内存，所谓的扩展BIOS数据域，几乎快接近低端内存的最高处了。 不幸的是，如果BIOS 12h中断报告说内存的数量太小了，则boot loader除了报告一个错误给用户外，什么也不会做。因此，boot loader应该被设计成占用尽可能少的低端内存。对zImage和以前的bzImage，这要求数据能被写到x090000段，boot loader应该确保不会使用0x9A000指针以上的内存；很多BIOS在这个指针以上会终止。 对一个引导协议>=2.02的现代bzImage内核，其内存布局使用以下格式： | Protected-mode kernel |100000 +————————+ | I/O memory hole |0A0000 +————————+ | Reserved for BIOS | Leave as much as possible unused ~ ~ | Command line | (Can also be below the X+10000 mark)X+10000 +————————+ | Stack/heap | For use by the kernel real-mode code.X+08000 +————————+ | Kernel setup | The kernel real-mode code. | Kernel boot sector | The kernel legacy boot sector.X +————————+ | Boot loader | <- Boot sector entry point 0000:7C00001000 +————————+ | Reserved for MBR/BIOS |000800 +————————+ | Typically used by MBR |000600 +————————+ | BIOS use only |000000 +————————+ 这里程序段地址是由grub的大小来决定的。地址X应该在bootloader所允许的范围内尽可能地低。 2、BIOS POST过程 传统意义上，由于CPU加电之后，CPU只能访问ROM或者RAM里的数据，而这个时候是没有计算机操作系统的，所以需要有一段程序能够完成加载存储在非易失性存储介质（比如硬盘）上的操作系统到RAM中的功能。这段程序存储在ROM里，BIOS就是这类程序中的一种。对于BIOS，主要由两家制造商制造，驻留在主板的ROM里。有了BIOS,硬件制造商可以只需要关注硬件而不需要关注软件。BIOS的服务程序，是通过调用中断服务程序来实现的。BIOS加载bootloader程序，Bootloader也可以通过BIOS提供的中断，向BIOS获取系统的信息。整个过程如下： （1）电源启动时钟发生器并在总线上产生一个#POWERGOOD的中断。 （2）产生CPU的RESET中断（此时CPU处于8086工作模式）。 （3）进入BIOS POST代码处：%ds=%es=%fs=%gs=%ss=0,%cs=0xFFFF0000,%eip = 0x0000FFF0 (ROM BIOS POST code，指令指针eip，数据段寄存器ds，代码段寄存器cs）。 （4）在中断无效状态下执行所有POST检查。 （5）在地址0初始化中断向量表IVT。 （6）0x19中断：以启动设备号为参数调用BIOS启动装载程序。这个程序从启动设备(硬盘)的0扇面1扇区读取数据到内存物理地址0x7C00处开始装载。这个0扇面1扇区称为Boot sector(引导扇区)，共512字节，也称为MBR。 就是说，CPU 在 BIOS 的入口（CS:IP=FFFF:0000）处执行BIOS的汇编程序，BIOS程序功能有系统硬件的检测，提供中断访问接口以访问硬件。而后被BIOS程序通过中断0x19调用磁盘MBR上的bootloader程序，将bootloader程序加载到ox7c00处，而后跳转到0x7c00,这样，位于 0x7c00处的bootloader程序，就可以执行了。 从BIOS执行MBR中的bootloader程序开始，就是linux的代码在做的事情了。 3、Bootloader过程 bootloader程序是为计算机加载（load）计算机操作系统的。boot（引导）是bootstrap的简写，bootstrap是引导指令的意思。bootloader程序通常位于硬盘上，被BIOS调用，用于加载内核。在PC机上常见的bootloader主要有grub、lilo、syslinux等。 GRUB（GRand Unified Bootloader）是当前linux诸多发行版本默认的引导程序。嵌入式系统上，最常见的bootloader是U-BOOT。这样的bootloader一般位于MBR的最前部。在linux系统中，bootloader也可以写入文件系统所在分区中。比如，grub程序就非常强大。Gurb运行后，将初始化设置内核运行所需的环境。然后加载内核镜像。 grub磁盘引导全过程： （1）stage1: grub读取磁盘第一个512字节（硬盘的0道0面1扇区，被称为MBR（主引导记录）,也称为bootsect）。MBR由一部分bootloader的引导代码、分区表和魔数三部分组成。 （2）stage1_5: 识别各种不同的文件系统格式。这使得grub识别到文件系统。 （3）stage2: 加载系统引导菜单(/boot/grub/menu.lst或grub.lst)，加载内核vmlinuz和RAM磁盘initrd。 4、内核启动过程 内核映像文件vmlinuz：包含有linux内核的静态链接的可执行文件，传统上，vmlinux被称为可引导的内核镜像。vmlinuz是vmlinux的压缩文件。其构成如下： （1）第一个512字节（以前是在arch/i386/boot/bootsect.S）; （2）第二个，一段代码，若干个不多于512字节的段（以前是在arch/i386/boot/setup.S）; （3）保护模式下的内核代码(在arch/x86/boot/main.c)。 bzImage文件：使用make bzImage命令编译内核源代码，可以得到采用zlib算法压缩的zImage文件，即big zImage文件。老的zImage解压缩内核到低端内存，bzImage则解压缩内核到高端内存（1M（0x100000）以上），在保护模式下执行。bzImage文件一般包含有vmlinuz、bootsect.o、setup.o、解压缩程序misc.o、以及其他一些相关文件（如piggy.o）。注意，在Linux 2.6内核中，bootsect.S和setup.S被整合为header.S。 initramfs(或initrd)文件：initrd是initialized ram disk的意思。主要用于加载硬件驱动模块，辅助内核的启动，挂载真正的根文件系统。
例如，我电脑上的grub启动项如下（在/boot/grub/grub.lst中）：
不要再以任何人说你，因为你不是为任何人而活，你只为自己而活，
