内核引导过程

欢迎来到 Linux 内核的引导之旅。本章一步步讲述了从你开机那一刻起，到 Linux 内核加载到您机器的内存中时，完整的启动阶段。

阅读方法

本章假设你熟悉基础计算机架构，并对 C 语言和 x86_64 汇编语法略有了解。你不需要成为内核专家，但读懂短代码片段和识别硬件术语会对阅读本章很有帮助。

本章的每一部分都聚焦于一个启动阶段。第一次按顺序阅读，然后，在想将特定符号或寄存器映射到序列中的位置时，作为参考点，逐步回顾。在本地电脑上拥有 Linux 内核的源代码，有助于了解细节。您可以使用以下命令获取源代码：

git clone git@github.com:torvalds/linux.git

术语表

在阅读本章及其他章节时，你可能会遇到一些专业术语：

• CS, DS, SS, CR0, CR3, CR4, EFER - 代表 x86 段寄存器和控制寄存器
• 0x... - 表示十六进制值
• entry_* 和 startup_* - 是早期引导符号的常见前缀
• setup code 指的是 Linux 内核的早期部分，用于执行将内核代码本身加载到内存的准备工作
• decompressor 指的是将压缩后的内核映像解压到内存的 setup code 部分。

你将学到什么

• 处理器从固件和引导加载程序到达内核入口点的方式
• x86_64 处理器的不同模式
• 内核本身之前的早期 setup code 会被加载到内存中并开始工作

阅读顺序

• 从引导程序到内核 - 介绍了从开机到内核执行第一条指令之前的所有阶段;
• 在内核设置代码的第一步 - 介绍了在内核设置代码的第一个步骤。你会看到堆的初始化，查询不同的参数，如 EDD，IST 等…
• 视频模式初始化和保护模式切换 - 介绍了内核设置代码中的视频模式初始化，并切换到保护模式。
• 切换 64 位模式 - 介绍切换到 64 位模式的准备工作以及切换的细节。
• 内核解压缩 - 介绍了内核解压缩之前的准备工作以及直接解压缩的细节。
• 内核地址随机化 - 介绍了 Linux 内核加载地址随机化的细节。

内核版本

本章对应 Linux kernel v6.19。