linux内核启动过程

今天去图书馆待了一晚，在一本书上看到了PC的启动过程的讲解。

首先，电脑加电后cpu开始自身初始化，然后从某个固定位置（一般为0xFFFFFFF0）取指令开始执行，此指令为跳转指令，跳转到BIOS代码首部。BIOS开始加电自检进行POSIX（power on self test），此阶段完成系统硬件检测，包括内存、系统总线检测等，然后BIOS读取启动设备第一个扇区（最开始的512字节信息），该扇区即为MBR（Master Boot Record），MBR中保存了内核引导程序的开始部分。内核引导程序分为两部分，主引导程序和活动分区引导记录中的次引导程序。

MBR ：

程序代码 　446字节；

分区表 　　64字节；

检验位　　 2字节；　　检验MBR是否有效

主引导程序扫描分区表，寻找活动分区，将位于活动分区引导记录中的次引导程序加载到内存并执行，次引导程序负责加载内核映像，并将控制权交给内核。PC内核引导程序常用的有LILO（Linux Loader）和GRUB（Grand Unified Boot Loader），嵌入式中常用的引导程序有U-Boot和RedBoot。

内核在获取控制权后开始工作。内核映像以压缩文件形式存储，并可以直接执行，因此内核最开始的工作就是解压自己。内核编译后生成的是Vmlinux，然后压缩程zImage（小内核，小于512KB）或bzImage（大内核，大于512KB），在二者头部都内嵌解压代码。

例i386映像得bzImage的调用：

start()　　　　　　arch/i386/boot/head.s

startup_32()　　　　arch/i386/boot/compressed/head.s

　　decompress_kernel()　　arch/i386/boot/head.s

startup_32()　　　　arch/i386/kernel/head.s

start_kernel()　　　　init/main.c

首先执行arch/i386/boot/head.s的start汇编例程，进行硬件设置，然后调用startup_32()设置基本的运行环境（堆栈等），并清除BSS（Block Started by Symbol），然后调用decompress_kernel将内核解压到内存中，然后调用另一个startup_32函数对页表进行初始化，启用内存分页功能，并为任何可选的浮点单元（FPU）检测CPU类型将其存储起来以后使用，然后调用init/main.c进入内核初始化。

总结一下就是cpu加载BIOS，BIOS加载内核引导程序，内核引导程序解压内核映像并加载。