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标题: Linux启动过程综述-1 [打印本页]

作者: look_w 时间: 2018-4-15 19:36 标题: Linux启动过程综述-1

Bootloader在Alpha/AXP平台上引导Linux通常有两种方法，一种是由MILO及其他类似的引导程序引导，另一种是由Firmware直接引导。MILO功能与i386平台的LILO相近，但内置有基本的磁盘驱动程序（如IDE、SCSI等），以及常见的文件系统驱动程序（如ext2，iso9660等），firmware有ARC、SRM两种形式，ARC具有类BIOS界面，甚至还有多重引导的设置；而SRM则具有功能强大的命令行界面，用户可以在控制台上使用boot等命令引导系统。ARC有分区（Partition）的概念，因此可以访问到分区的首扇区；而SRM只能将控制转给磁盘的首扇区。两种firmware都可以通过引导MILO来引导Linux，也可以直接引导Linux的引导代码。
“arch/alpha/boot”下就是制作LinuxBootloader的文件。“head.S”文件提供了对 OSFPAL/1的调用入口，它将被编译后置于引导扇区（ARC的分区首扇区或SRM的磁盘0扇区），得到控制后初始化一些数据结构，再将控制转给“main.c”中的start_kernel()，start_kernel()向控制台输出一些提示，调用pal_init()初始化PAL代码，调用openboot()打开引导设备（通过读取Firmware环境），调用load()将核心代码加载到START_ADDR（见“include/asm-alpha/system.h”），再将Firmware中的核心引导参数加载到ZERO_PAGE(0)中，最后调用runkernel()将控制转给0x100000的kernel，bootloader部分结束。
Bootloader中使用的所有“srm_”函数在“arch/alpha/lib/”中定义。
以上这种Boot方式是一种最简单的方式，即不需其他工具就能引导Kernel，前提是按照Makefile的指导，生成bootimage文件，内含以上提到的bootloader以及vmlinux，然后将bootimage写入自磁盘引导扇区始的位置中。
当采用MILO这样的引导程序来引导Linux时，不需要上面所说的Bootloader，而只需要vmlinux或vmlinux.gz，引导程序会主动解压加载内核到0x1000（小内核）或0x100000（大内核），并直接进入内核引导部分，即本文的第二节。

对于I386平台
i386系统中一般都有BIOS做最初的引导工作，那就是将四个主分区表中的第一个可引导分区的第一个扇区加载到实模式地址0x7c00上，然后将控制转交给它。

在“arch/i386/boot”目录下，bootsect.S是生成引导扇区的汇编源码，它首先将自己拷贝到0x90000上，然后将紧接其后的setup部分（第二扇区）拷贝到0x90200，将真正的内核代码拷贝到0x100000。以上这些拷贝动作都是以bootsect.S、setup.S以及vmlinux在磁盘上连续存放为前提的，也就是说，我们的bzImage文件或者zImage文件是按照bootsect，setup，vmlinux这样的顺序组织，并存放于始于引导分区的首扇区的连续磁盘扇区之中。

bootsect.S完成加载动作后，就直接跳转到0x90200，这里正是setup.S的程序入口。setup.S的主要功能就是将系统参数（包括内存、磁盘等，由BIOS返回）拷贝到0x90000-0x901FF内存中，这个地方正是bootsect.S存放的地方，这时它将被系统参数覆盖。以后这些参数将由保护模式下的代码来读取。

除此之外，setup.S还将video.S中的代码包含进来，检测和设置显示器和显示模式。最后，setup.S将系统转换到保护模式，并跳转到0x100000（对于bzImage格式的大内核是0x100000，对于zImage格式的是0x1000）的内核引导代码，Bootloader过程结束。

对于2.4.x版内核
没有什么变化。

Kernel引导入口

对于I386平台
在i386体系结构中，因为i386本身的问题，在"arch/alpha/kernel/head.S"中需要更多的设置，但最终也是通过callSYMBOL_NAME(start_kernel)转到start_kernel()这个体系结构无关的函数中去执行了。

所不同的是，在i386系统中，当内核以bzImage的形式压缩，即大内核方式（__BIG_KERNEL__）压缩时就需要预先处理bootsect.S和setup.S，按照大核模式使用$(CPP)处理生成bbootsect.S和bsetup.S，然后再编译生成相应的.o文件，并使用"arch/i386/boot/compressed/build.c"生成的build工具，将实际的内核（未压缩的，含kernel中的head.S代码）与"arch/i386/boot/compressed"下的head.S和misc.c合成到一起，其中的head.S代替了"arch/i386/kernel/head.S"的位置，由Bootloader引导执行（startup_32入口），然后它调用misc.c中定义的decompress_kernel()函数，使用"lib/inflate.c"中定义的gunzip()将内核解压到0x100000，再转到其上执行"arch/i386/kernel/head.S"中的startup_32代码。

对于2.4.x版内核
没有变化。

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