Boot Sequence - 版本历史

2022年3月5日 (六) 03:33 Zhang3

2022-03-05T03:33:28Z

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	== POST ==		== POST ==

	当计算机被打开或重置时，它会运行一系列被称为POST-'''P'''ower-'''O'''n '''S'''elf-'''T'''est的上电自我检测过程。 ~~这一顺序的最终结果是按照固件配置的顺序定位可引导设备，如软盘、CD~~-ROM或硬盘。		当计算机被打开或重置时，它会运行一系列被称为POST-'''P'''ower-'''O'''n '''S'''elf-'''T'''est的上电自我检测过程。这一过程的最终结果是按照固件配置的顺序来定位可引导设备，如软盘、CD-ROM或硬盘。

	== 主引导记录（Master Boot Record - MBR） ==		== 主引导记录（Master Boot Record - MBR） ==

	（传统）BIOS检查可引导设备的引导签名，找到所谓的magic number。引导签名位于引导扇区（扇区号0）中，它分别在字节偏移量510和511处包含字节序列0x55、0xAA。当BIOS找到这样一个引导扇区时，它被加载到内存中的<tt>0x0000:0x7c00</tt>（段0，地址0x7c00）。 (然而，一些BIOS加载到<tt>0x7c0:0x0000</tt>（段0x07c0，偏移量0），这解析为相同的物理地址。一个好的实践是在启动扇区的一开始就强制执行CS:IP。)		（传统）BIOS检查可引导设备的引导签名，找到所谓的magic number。引导签名位于引导扇区（扇区号0）中，它分别在字节偏移量510和511处包含字节序列0x55、0xAA。当BIOS找到这样一个引导扇区时，它被加载到内存中的<tt>0x0000:0x7c00</tt>（段0，地址0x7c00）。然而，一些BIOS加载到<tt>0x7c0:0x0000</tt>（段0x07c0，偏移量0），这解析为相同的物理地址。一个好的实践是在启动扇区的一开始就强制执行CS:IP。

	然后将执行转移到新加载的引导记录（boot record）。在软盘上，引导记录的所有512字节（保存最后两个签名字节）包含可执行代码。在硬盘驱动器上，[[MBR（x86）\|主引导记录]]（MBR）在偏移量0x0000-0x01bd处保存可执行代码，然后是四个[[Partition table \| 主分区]]的表项，每个项使用十六个字节（0x01be-0x01fd）和两个字节的签名（0x01fe-0x01ff）。		然后将执行转移到新加载的引导记录（boot record）。在软盘上，引导记录的所有512字节（保存最后两个签名字节）包含可执行代码。在硬盘驱动器上，[[MBR（x86）\|主引导记录]]（MBR）在偏移量0x0000-0x01bd处保存可执行代码，然后是四个[[Partition table \| 主分区]]的表项，每个项使用十六个字节（0x01be-0x01fd）和两个字节的签名（0x01fe-0x01ff）。
第19行：		第19行：
	最后，引导加载程序将内核加载到内存中，并将控制权传递给它。		最后，引导加载程序将内核加载到内存中，并将控制权传递给它。

	== 加载 ==		== 加载内核 ==

	~~现在我们知道要加载什么了，让我们看看如何加载。~~		现在我们知道引导记录要将内核加载起来，让我们看看如何加载。

	如果从硬盘引导，则只有446字节可用于引导记录。查看以下内核映像运行之前要做的任务清单，你会发现这点空间并不多：		如果从硬盘引导，则只有446字节可用于引导记录。查看以下内核映像运行之前要做的任务清单，你会发现这点空间并不多：
第33行：		第33行：
	你不必按此顺序执行操作，但在调用<tt>kmain()</tt>之前（译者注：kmain指自制内核的入口函数），必须完成所有这些操作。		你不必按此顺序执行操作，但在调用<tt>kmain()</tt>之前（译者注：kmain指自制内核的入口函数），必须完成所有这些操作。

	~~更糟糕的是，GCC只生成受保护模式的可执行文件，因此写代码搭建这个早期环境是~~[[C#Things C can't do\|C做不到的事情]]之一。		更糟糕的是，GCC只生成受保护模式的可执行文件，因此写代码搭建这个早期运行环境是[[C#Things C can't do\|C做不到的事情]]之一。

	有几种方法可以解决此问题：		有几种方法可以解决此问题：
第49行：		第49行：
	除非你真的想[[Rolling Your Own Bootloader\|弄一个自制引导加载程序]]（包含记录record或存根stubs）以获得教学价值，否则我们建议使用现成的[[:Category:bootloaders\|引导加载程序]]。		除非你真的想[[Rolling Your Own Bootloader\|弄一个自制引导加载程序]]（包含记录record或存根stubs）以获得教学价值，否则我们建议使用现成的[[:Category:bootloaders\|引导加载程序]]。

	最突出的是[[GRUB]]，这是一种two-stage ~~bootloader，它不仅提供具有链式加载功能的引导菜单，而且将早期环境初始化为定义良好的状态（包括~~[[Protected Mode\|保护模式]]，并从BIOS读取各种感兴趣的信息），可以将通用可执行文件作为内核映像加载（而不像大多数其他引导加载程序那样需要简单二进制文件），支持可选的内核模块、各种文件系统，如果<tt>./configure</tt>正确配置还能支持[[Diskless Booting\|无盘引导]]。		最突出的是[[GRUB]]，这是一种two-stage bootloader，它不仅提供具有链式加载功能的引导菜单，而且将早期运行环境初始化为定义良好的状态（包括[[Protected Mode\|保护模式]]，并从BIOS读取各种感兴趣的信息），可以将通用可执行文件作为内核映像加载（而不像大多数其他引导加载程序那样需要简单二进制文件），支持可选的内核模块、各种文件系统，如果<tt>./configure</tt>正确配置还能支持[[Diskless Booting\|无盘引导]]。

	=== 其他一些方法 ===		=== 其他一些方法 ===
第57行：		第57行：
	* 你可以（像Lilo那样）编写一个内核文件，然后使用工具检测扇区（或簇）。然后让阶段一从列表中加载扇区。		* 你可以（像Lilo那样）编写一个内核文件，然后使用工具检测扇区（或簇）。然后让阶段一从列表中加载扇区。
	* DOS和Windows是这样做的: 创建一个空文件系统 (对其进行格式化)，然后将内核放置在第一个文件中，将shell放置在空根目录的第二个文件中。因此，加载程序只需在根目录中加载第一个条目，然后再加载第二个条目。		* DOS和Windows是这样做的: 创建一个空文件系统 (对其进行格式化)，然后将内核放置在第一个文件中，将shell放置在空根目录的第二个文件中。因此，加载程序只需在根目录中加载第一个条目，然后再加载第二个条目。
	* 旧Linux是从软盘启动的。第一个扇区（“boot”）以“原始内容”（不带文件系统）模式加载第二个阶段 (第二阶段是 “setup”，位于 “boot” 后面的扇区中) ~~第二阶段确实设置了系统~~(视频模式、内存映射等)，然后加载真实的内核映像(打包在tgz/bz中)。		* 旧Linux是从软盘启动的。第一个扇区（“boot”）以“原始内容”（不带文件系统）模式加载第二个阶段 (第二阶段是 “setup”，位于 “boot” 后面的扇区中) 第二阶段设置好系统(视频模式、内存映射等)，然后加载真实的内核映像(打包在tgz/bz中)。
	* 几年前，有一个引导加载程序（称为“nuni”），它能切换到保护模式并加载一个文件，同时把所有这些都实现在一个引导扇区中		* 几年前，有一个引导加载程序（称为“nuni”），它能切换到保护模式并加载一个文件，同时把所有这些都实现在一个引导扇区中

2022年3月5日 (六) 03:21 Zhang3

2022-03-05T03:21:02Z

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第3行：		第3行：
	当计算机被打开或重置时，它会运行一系列被称为POST-'''P'''ower-'''O'''n '''S'''elf-'''T'''est的上电自我检测过程。这一顺序的最终结果是按照固件配置的顺序定位可引导设备，如软盘、CD-ROM或硬盘。		当计算机被打开或重置时，它会运行一系列被称为POST-'''P'''ower-'''O'''n '''S'''elf-'''T'''est的上电自我检测过程。这一顺序的最终结果是按照固件配置的顺序定位可引导设备，如软盘、CD-ROM或硬盘。

	== 主引导记录（Master Boot Record - ~~MRB）~~ ==		== 主引导记录（Master Boot Record - MBR） ==

	（传统）BIOS检查可引导设备的引导签名，找到所谓的magic number。引导签名位于引导扇区（扇区号0）中，它分别在字节偏移量510和511处包含字节序列0x55、0xAA。当BIOS找到这样一个引导扇区时，它被加载到内存中的<tt>0x0000:0x7c00</tt>（段0，地址0x7c00）。 (然而，一些BIOS加载到<tt>0x7c0:0x0000</tt>（段0x07c0，偏移量0），这解析为相同的物理地址。一个好的实践是在启动扇区的一开始就强制执行CS:IP。)		（传统）BIOS检查可引导设备的引导签名，找到所谓的magic number。引导签名位于引导扇区（扇区号0）中，它分别在字节偏移量510和511处包含字节序列0x55、0xAA。当BIOS找到这样一个引导扇区时，它被加载到内存中的<tt>0x0000:0x7c00</tt>（段0，地址0x7c00）。 (然而，一些BIOS加载到<tt>0x7c0:0x0000</tt>（段0x07c0，偏移量0），这解析为相同的物理地址。一个好的实践是在启动扇区的一开始就强制执行CS:IP。)
第11行：		第11行：
	== 早期运行环境 ==		== 早期运行环境 ==

	这种早期执行环境是高度由具体实现定义的，这意味着特定BIOS的实现。 ''永远不''对寄存器的内容做任何假设：它们可能被初始化为0，但也可能包含虚假值。 ~~这包括标志寄存器和SP寄存器，你可能也没有有效的堆栈！唯一可以确定的是，DL寄存器保存了加载引导代码的驱动器代码。~~		这种早期执行环境是高度由具体实现定义的，这意味着特定BIOS的实现。 ''永远不''对寄存器的内容做任何假设：它们可能被初始化为0，但也可能包含虚假值。这包括FLAGS寄存器和SP寄存器，你可能也没有有效的堆栈！唯一可以确定的是，DL寄存器保存了加载引导代码的驱动代码。

	CPU当前处于[[Real Mode\|实模式]]。（除非你运行的是一种罕见的BIOS，它认为激活[[Protected Mode\|保护模式]]是在帮你的忙。这意味着你不仅必须编写代码来激活任何“其他”硬件上的保护模式，而且还应为激活的保护模式添加测试条件。)		CPU当前处于[[Real Mode\|实模式]]。（除非你运行的是一种罕见的BIOS，它认为激活[[Protected Mode\|保护模式]]是在帮你的忙。这意味着你不仅必须编写代码来激活任何“其他”硬件上的保护模式，而且还应为激活的保护模式添加测试条件。)
第23行：		第23行：
	现在我们知道要加载什么了，让我们看看如何加载。		现在我们知道要加载什么了，让我们看看如何加载。

	如果从硬盘引导，则只有446字节可用于引导记录。 ~~查看内核映像运行之前要做的事情列表，你会同意这并不多：~~		如果从硬盘引导，则只有446字节可用于引导记录。查看以下内核映像运行之前要做的任务清单，你会发现这点空间并不多：

	* 确定从哪个分区启动(通过查找活动分区，或通过向用户提供可供选择的已安装操作系统)；		* 确定从哪个分区启动(通过查找活动分区，或通过向用户提供可供选择的已安装操作系统)；
第37行：		第37行：
	有几种方法可以解决此问题：		有几种方法可以解决此问题：

	* '''Geek loading''': 技巧型载入，将上述列表中的所有内容都压缩到引导记录中。 ~~这几乎是不可能的，并且不会为任何特殊情况处理或有用的错误消息留出空间。~~		* '''Geek loading''': 技巧型载入，将上述列表中的所有内容都压缩到引导记录中。这几乎是不可能的，并且也许不能为特殊情况处理或有用的错误消息留出空间。
	* '''One-stage loading''': 单阶段载入，编写一个用于切换的存根程序，并将其链接到内核映像前面。 ~~引导记录加载内核映像（低于1mb内存标记，因为在实模式下，这是内存上限！），跳入存根（Stub），存根切换到保护模式和运行时准备，再跳入内核。~~		* '''One-stage loading''': 单阶段载入，编写一个用于切换的存根程序，并将其链接到内核映像前面。引导记录加载内核映像（低于1mb内存，因为在实模式下，这是内存上限！），跳入存根（Stub），存根切换到保护模式和运行时准备，再跳入内核。
	* '''Two-stage loading''': 两阶段载入，编写一个 “单独” 存根程序，该程序加载到1mb内存标记以下，并执行上述列表中的所有操作。		* '''Two-stage loading''': 两阶段载入，编写一个 “单独” 存根程序，该程序加载到1mb内存标记以下，并执行上述列表中的所有操作。

第49行：		第49行：
	除非你真的想[[Rolling Your Own Bootloader\|弄一个自制引导加载程序]]（包含记录record或存根stubs）以获得教学价值，否则我们建议使用现成的[[:Category:bootloaders\|引导加载程序]]。		除非你真的想[[Rolling Your Own Bootloader\|弄一个自制引导加载程序]]（包含记录record或存根stubs）以获得教学价值，否则我们建议使用现成的[[:Category:bootloaders\|引导加载程序]]。

	最突出的是[[GRUB]]，这是一种two-stage ~~bootloader，它不仅提供具有链加载功能的引导菜单，而且将早期环境初始化为定义良好的状态（包括~~[[Protected Mode\|保护模式]]，并从BIOS读取各种感兴趣的信息），可以将通用可执行文件作为内核映像加载（而不像大多数其他引导加载程序那样需要纯二进制文件），支持可选的内核模块、各种文件系统，如果<tt>./configure</tt>正确配置还能支持[[Diskless Booting\|无盘引导]]。		最突出的是[[GRUB]]，这是一种two-stage bootloader，它不仅提供具有链式加载功能的引导菜单，而且将早期环境初始化为定义良好的状态（包括[[Protected Mode\|保护模式]]，并从BIOS读取各种感兴趣的信息），可以将通用可执行文件作为内核映像加载（而不像大多数其他引导加载程序那样需要简单二进制文件），支持可选的内核模块、各种文件系统，如果<tt>./configure</tt>正确配置还能支持[[Diskless Booting\|无盘引导]]。

	=== 其他一些方法 ===		=== 其他一些方法 ===

2022年3月5日 (六) 02:57 Zhang3

2022-03-05T02:57:46Z

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第3行：		第3行：
	当计算机被打开或重置时，它会运行一系列被称为POST-'''P'''ower-'''O'''n '''S'''elf-'''T'''est的上电自我检测过程。这一顺序的最终结果是按照固件配置的顺序定位可引导设备，如软盘、CD-ROM或硬盘。		当计算机被打开或重置时，它会运行一系列被称为POST-'''P'''ower-'''O'''n '''S'''elf-'''T'''est的上电自我检测过程。这一顺序的最终结果是按照固件配置的顺序定位可引导设备，如软盘、CD-ROM或硬盘。

	== ~~主引导记录~~ ==		== 主引导记录（Master Boot Record - MRB） ==

	（传统）BIOS检查可引导设备的引导签名，找到所谓的magic number。引导签名位于引导扇区（扇区号0）中，它分别在字节偏移量510和511处包含字节序列0x55、0xAA。当BIOS找到这样一个引导扇区时，它被加载到内存中的<tt>0x0000:0x7c00</tt>~~（段0，地址0x7c00）。（但是，某些BIOS加载到~~<tt>0x7c0:0x0000</tt>~~（段0x07c0，偏移量0），这解析为相同的物理地址，但可能会令人惊讶。~~ 一个好的实践是在启动扇区的一开始就强制执行CS:IP。)		（传统）BIOS检查可引导设备的引导签名，找到所谓的magic number。引导签名位于引导扇区（扇区号0）中，它分别在字节偏移量510和511处包含字节序列0x55、0xAA。当BIOS找到这样一个引导扇区时，它被加载到内存中的<tt>0x0000:0x7c00</tt>（段0，地址0x7c00）。 (然而，一些BIOS加载到<tt>0x7c0:0x0000</tt>（段0x07c0，偏移量0），这解析为相同的物理地址。一个好的实践是在启动扇区的一开始就强制执行CS:IP。)

	~~然后将执行转移到新加载的引导记录。在软盘上，引导记录的所有512字节（保存最后两个签名字节）可能包含可执行代码。~~ 在硬盘驱动器上，[[MBR（x86）\|主引导记录]]（MBR）在偏移量0x0000-0x01bd处保存可执行代码，然后是四个[[Partition table \| ~~primary partitions~~]]的表项，每个项使用十六个字节（0x01be-0x01fd）和两个字节的签名（0x01fe-0x01ff）。		然后将执行转移到新加载的引导记录（boot record）。在软盘上，引导记录的所有512字节（保存最后两个签名字节）包含可执行代码。在硬盘驱动器上，[[MBR（x86）\|主引导记录]]（MBR）在偏移量0x0000-0x01bd处保存可执行代码，然后是四个[[Partition table \| 主分区]]的表项，每个项使用十六个字节（0x01be-0x01fd）和两个字节的签名（0x01fe-0x01ff）。

	== ~~早期环境~~ ==		== 早期运行环境 ==

	这种早期执行环境是高度由具体实现定义的，这意味着特定BIOS的实现。 ''永远不''对寄存器的内容做任何假设：它们可能被初始化为0，但也可能包含虚假值。这包括标志寄存器和SP寄存器，你可能也没有有效的堆栈！唯一可以确定的是，DL寄存器保存了加载引导代码的驱动器代码。		这种早期执行环境是高度由具体实现定义的，这意味着特定BIOS的实现。 ''永远不''对寄存器的内容做任何假设：它们可能被初始化为0，但也可能包含虚假值。这包括标志寄存器和SP寄存器，你可能也没有有效的堆栈！唯一可以确定的是，DL寄存器保存了加载引导代码的驱动器代码。

	CPU当前处于[[Real Mode\|实模式]]。 ~~（除非你运行的是一种罕见的BIOS，它认为为你激活~~[[保护模式]]是在帮你的忙。 ~~这意味着你不仅必须编写代码来激活任何“其他”硬件上的保护模式，而且还应添加测试条件（如果已激活）。~~)		CPU当前处于[[Real Mode\|实模式]]。（除非你运行的是一种罕见的BIOS，它认为激活[[Protected Mode\|保护模式]]是在帮你的忙。这意味着你不仅必须编写代码来激活任何“其他”硬件上的保护模式，而且还应为激活的保护模式添加测试条件。)

	== 内核 ==		== 内核 ==
第26行：		第26行：

	* 确定从哪个分区启动(通过查找活动分区，或通过向用户提供可供选择的已安装操作系统)；		* 确定从哪个分区启动(通过查找活动分区，或通过向用户提供可供选择的已安装操作系统)；
	* ~~确定您的内核映像在引导分区上的位置~~ (通过解释文件系统或从固定位置加载映像);		* 确定你的内核映像在引导分区上的位置 (通过解释文件系统或从固定位置加载映像);
	* 将内核映像加载到内存中（需要基本磁盘I/O）；		* 将内核映像加载到内存中（需要基本磁盘I/O）；
	* 启用保护模式；		* 启用保护模式；
	* 为内核准备运行时环境 (例如设置堆栈空间);		* 为内核准备运行时环境 (例如设置堆栈空间);

	你不必按此顺序执行操作，但在调用<tt>~~kmain（）~~</tt>~~之前，必须完成所有这些操作。~~		你不必按此顺序执行操作，但在调用<tt>kmain()</tt>之前（译者注：kmain指自制内核的入口函数），必须完成所有这些操作。

	~~更糟糕的是，GCC只生成受保护模式的可执行文件，因此这个早期环境的代码是~~[[C#Things C can't do\|C做不到的事情]]之一。		更糟糕的是，GCC只生成受保护模式的可执行文件，因此写代码搭建这个早期环境是[[C#Things C can't do\|C做不到的事情]]之一。

	有几种方法可以解决此问题：		有几种方法可以解决此问题：

	* '''Geek loading''': ~~将上述列表中的所有内容都压缩到引导记录中。~~ 这几乎是不可能的，并且不会为任何特殊情况处理或有用的错误消息留出空间。		* '''Geek loading''': 技巧型载入，将上述列表中的所有内容都压缩到引导记录中。这几乎是不可能的，并且不会为任何特殊情况处理或有用的错误消息留出空间。
	* '''One-stage loading''': 编写一个用于切换的存根程序，并将其链接到内核映像前面。引导记录加载内核映像（低于1mb内存标记，因为在实模式下，这是内存上限！），跳入存根，存根切换到保护模式和运行时准备，跳入内核。		* '''One-stage loading''': 单阶段载入，编写一个用于切换的存根程序，并将其链接到内核映像前面。引导记录加载内核映像（低于1mb内存标记，因为在实模式下，这是内存上限！），跳入存根（Stub），存根切换到保护模式和运行时准备，再跳入内核。
	* '''Two-stage loading''': ~~编写一个~~ “单独” 存根程序，该程序加载到1mb内存标记以下，并执行上述列表中的所有操作。		* '''Two-stage loading''': 两阶段载入，编写一个 “单独” 存根程序，该程序加载到1mb内存标记以下，并执行上述列表中的所有操作。

	=== 传统方式 ===		=== 传统方式 ===

	传统上，MBR将自己重新定位到<tt>0x0000:0x0600</tt>，从分区表确定活动分区，将该分区的第一个扇区（“分区启动记录”）加载到<tt>0x0000:0x7c00</tt>（因此前一次重新定位），并跳到该地址。这被称为“链式装载”。如果你希望自己编写的引导记录能够进行双重引导（例如Windows），则它应该模拟这种行为。		传统上，MBR将自己重新定位到<tt>0x0000:0x0600</tt>，从分区表确定活动分区，将该分区的第一个扇区（“分区启动记录”）加载到<tt>0x0000:0x7c00</tt>，并跳到该地址。这被称为“链式装载”。如果你希望自己编写的引导记录能够进行双重引导（例如Windows），则应该模拟这种行为。

	=== 捷径 ===		=== 捷径 ===

	除非你真的想[[Rolling Your Own Bootloader\|弄一个自制引导加载程序]]~~（记录/存根）以获得教育价值，否则我们建议使用现成的~~[[:Category:bootloaders\|引导加载程序]]。		除非你真的想[[Rolling Your Own Bootloader\|弄一个自制引导加载程序]]（包含记录record或存根stubs）以获得教学价值，否则我们建议使用现成的[[:Category:bootloaders\|引导加载程序]]。

	最突出的是[[GRUB]]~~，这是一种两级引导加载程序，它不仅提供具有链加载功能的引导菜单，而且将早期环境初始化为定义良好的状态（包括~~[[Protected Mode]]，并从BIOS读取各种感兴趣的信息），可以将通用可执行文件作为内核映像加载（而不像大多数其他引导加载程序那样需要平面二进制文件），支持可选的内核模块、各种文件系统以及if<tt>/~~正确配置，~~[[Diskless Booting]]。		最突出的是[[GRUB]]，这是一种two-stage bootloader，它不仅提供具有链加载功能的引导菜单，而且将早期环境初始化为定义良好的状态（包括[[Protected Mode\|保护模式]]，并从BIOS读取各种感兴趣的信息），可以将通用可执行文件作为内核映像加载（而不像大多数其他引导加载程序那样需要纯二进制文件），支持可选的内核模块、各种文件系统，如果<tt>./configure</tt>正确配置还能支持[[Diskless Booting\|无盘引导]]。

	=== ~~一些方法~~ ===		=== 其他一些方法 ===
	~~有许多可能的变体可以引导。以下是方法列表，但可能还有更多方法：~~		有许多可能的变体可以引导系统。以下是方法列表，但可能还有更多方法：
	* ~~你可以使用一个未使用的分区并加载阶段2“raw”~~		* 你可以使用一个未使用的分区并加载阶段二的原始映像（raw）
	* ~~你可以将阶段2放在MBR和第一个分区的开始之间~~		* 你可以将阶段二放在MBR和第一个分区开头之间
	* ~~你可以（像Lilo那样）编写一个内核文件，然后使用工具检测扇区（或集群）。然后让阶段1从列表中加载扇区。~~		* 你可以（像Lilo那样）编写一个内核文件，然后使用工具检测扇区（或簇）。然后让阶段一从列表中加载扇区。
	* DOS和Windows是这样做的：创建一个空文件系统（格式化），然后将内核放在第一个文件中，将shell放在第二个文件中的空rootdir中。因此，加载程序只需加载rootdir中的第一个条目，然后加载第二个条目。		* DOS和Windows是这样做的: 创建一个空文件系统 (对其进行格式化)，然后将内核放置在第一个文件中，将shell放置在空根目录的第二个文件中。因此，加载程序只需在根目录中加载第一个条目，然后再加载第二个条目。
	* 旧Linux是从软盘引导的。第一个扇区（“boot”）以“raw”模式加载第二个阶段=不带文件系统（scond阶段是“setup”，在“boot”后面的扇区中）。第二个阶段设置了系统（视频模式、内存映射等），然后加载了真正的内核映像（打包在tgz/~~bz中）。~~		* 旧Linux是从软盘启动的。第一个扇区（“boot”）以“原始内容”（不带文件系统）模式加载第二个阶段 (第二阶段是 “setup”，位于 “boot” 后面的扇区中) 第二阶段确实设置了系统(视频模式、内存映射等)，然后加载真实的内核映像(打包在tgz/bz中)。
	* ~~几年前，有一个引导加载程序（称为“nuni”），它切换到pmode并加载一个文件，所有这些都在一个引导扇区中~~		* 几年前，有一个引导加载程序（称为“nuni”），它能切换到保护模式并加载一个文件，同时把所有这些都实现在一个引导扇区中

	== 另见 ==		== 另见 ==

2022年3月5日 (六) 02:22 Zhang3

2022-03-05T02:22:03Z

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第1行：		第1行：
	== POST ==		== POST ==

	当计算机被打开或重置时，它会运行一系列被称为POST-~~“P”ower~~-~~“O”n~~-~~“elf-“T”est的诊断。~~ 这一顺序的最终结果是按照固件配置的顺序定位可引导设备，如软盘、CD-ROM或硬盘。		当计算机被打开或重置时，它会运行一系列被称为POST-'''P'''ower-'''O'''n '''S'''elf-'''T'''est的上电自我检测过程。这一顺序的最终结果是按照固件配置的顺序定位可引导设备，如软盘、CD-ROM或硬盘。

	== 主引导记录 ==		== 主引导记录 ==

	~~（传统）BIOS检查可引导设备的引导签名，即所谓的幻数。~~ 引导签名位于引导扇区（扇区号0）中，它分别在字节偏移量510和511处包含字节序列0x55、0xAA。当BIOS找到这样一个引导扇区时，它被加载到内存中的<tt>0x0000:0x7c00</tt>（段0，地址0x7c00）。（但是，某些BIOS加载到<tt>0x7c0:0x0000</tt>（段0x07c0，偏移量0），这解析为相同的物理地址，但可能会令人惊讶。一个好的实践是在启动扇区的一开始就强制执行CS:IP。)		（传统）BIOS检查可引导设备的引导签名，找到所谓的magic number。引导签名位于引导扇区（扇区号0）中，它分别在字节偏移量510和511处包含字节序列0x55、0xAA。当BIOS找到这样一个引导扇区时，它被加载到内存中的<tt>0x0000:0x7c00</tt>（段0，地址0x7c00）。（但是，某些BIOS加载到<tt>0x7c0:0x0000</tt>（段0x07c0，偏移量0），这解析为相同的物理地址，但可能会令人惊讶。一个好的实践是在启动扇区的一开始就强制执行CS:IP。)

	然后将执行转移到新加载的引导记录。在软盘上，引导记录的所有512字节（保存最后两个签名字节）可能包含可执行代码。在硬盘驱动器上，[[MBR（x86）\|主引导记录]]（MBR）在偏移量0x0000-0x01bd处保存可执行代码，然后是四个[[Partition table \| primary partitions]]的表项，每个项使用十六个字节（0x01be-0x01fd）和两个字节的签名（0x01fe-0x01ff）。		然后将执行转移到新加载的引导记录。在软盘上，引导记录的所有512字节（保存最后两个签名字节）可能包含可执行代码。在硬盘驱动器上，[[MBR（x86）\|主引导记录]]（MBR）在偏移量0x0000-0x01bd处保存可执行代码，然后是四个[[Partition table \| primary partitions]]的表项，每个项使用十六个字节（0x01be-0x01fd）和两个字节的签名（0x01fe-0x01ff）。
第11行：		第11行：
	== 早期环境 ==		== 早期环境 ==

	这种早期执行环境是高度实现定义的，这意味着特定BIOS的实现。 “从不”对寄存器的内容做任何假设：它们可能被初始化为0，但也可能包含虚假值。这包括标志寄存器和SP寄存器，您可能也没有有效的堆栈！唯一可以确定的是，DL寄存器保存了加载引导代码的驱动器代码。		这种早期执行环境是高度由具体实现定义的，这意味着特定BIOS的实现。 ''永远不''对寄存器的内容做任何假设：它们可能被初始化为0，但也可能包含虚假值。这包括标志寄存器和SP寄存器，你可能也没有有效的堆栈！唯一可以确定的是，DL寄存器保存了加载引导代码的驱动器代码。

	CPU当前处于[[实模式]]。（除非你运行的是一种罕见的BIOS，它认为为你激活[[保护模式]]是在帮你的忙。 ~~这意味着您不仅必须编写代码来激活任何“其他”硬件上的保护模式，而且还应添加测试条件（如果已激活）。~~)		CPU当前处于[[Real Mode\|实模式]]。（除非你运行的是一种罕见的BIOS，它认为为你激活[[保护模式]]是在帮你的忙。这意味着你不仅必须编写代码来激活任何“其他”硬件上的保护模式，而且还应添加测试条件（如果已激活）。)

	== 内核 ==		== 内核 ==
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	现在我们知道要加载什么了，让我们看看如何加载。		现在我们知道要加载什么了，让我们看看如何加载。

	如果从硬盘引导，则只有446字节可用于引导记录。 ~~查看内核映像运行之前要做的事情列表，您会同意这并不多：~~		如果从硬盘引导，则只有446字节可用于引导记录。查看内核映像运行之前要做的事情列表，你会同意这并不多：

	*~~确定要从哪个分区启动（通过查找活动分区，或向用户提供要从中选择的已安装操作系统）；~~		* 确定从哪个分区启动(通过查找活动分区，或通过向用户提供可供选择的已安装操作系统)；
	*~~确定内核映像在引导分区上的位置（通过解释文件系统或从固定位置加载映像）；~~		* 确定您的内核映像在引导分区上的位置 (通过解释文件系统或从固定位置加载映像);
	*将内核映像加载到内存中（需要基本磁盘I/O）；		* 将内核映像加载到内存中（需要基本磁盘I/O）；
	*启用保护模式；		* 启用保护模式；
	*~~为内核准备运行时环境（例如设置堆栈空间）；~~		* 为内核准备运行时环境 (例如设置堆栈空间);

	~~您不必按此顺序执行操作，但在调用~~<tt>kmain（）</tt>之前，必须完成所有这些操作。		你不必按此顺序执行操作，但在调用<tt>kmain（）</tt>之前，必须完成所有这些操作。

	更糟糕的是，GCC只生成受保护模式的可执行文件，因此这个早期环境的代码是[[C#~~C做不到的事情~~\| C做不到的事情]]之一。		更糟糕的是，GCC只生成受保护模式的可执行文件，因此这个早期环境的代码是[[C#Things C can't do\|C做不到的事情]]之一。

	有几种方法可以解决此问题：		有几种方法可以解决此问题：

	*~~“极客加载”：将上面列表中的所有内容压缩到启动记录中。这几乎是不可能的，并且不会为任何特殊情况处理或有用的错误消息留下空间。~~		* '''Geek loading''': 将上述列表中的所有内容都压缩到引导记录中。这几乎是不可能的，并且不会为任何特殊情况处理或有用的错误消息留出空间。
	*“一阶段加载”：编写一个用于切换的存根程序，并将其链接到内核映像前面。引导记录加载内核映像（低于1mb内存标记，因为在实模式下，这是内存上限！），跳入存根，存根切换到保护模式和运行时准备，跳入内核。		* '''One-stage loading''': 编写一个用于切换的存根程序，并将其链接到内核映像前面。引导记录加载内核映像（低于1mb内存标记，因为在实模式下，这是内存上限！），跳入存根，存根切换到保护模式和运行时准备，跳入内核。
	*~~“两阶段加载”：编写一个“单独的”存根程序，该程序加载到1mb内存标记以下，并执行上述列表中的所有操作。~~		* '''Two-stage loading''': 编写一个 “单独” 存根程序，该程序加载到1mb内存标记以下，并执行上述列表中的所有操作。

	=== 传统方式 ===		=== 传统方式 ===

	传统上，MBR将自己重新定位到<tt>0x0000:0x0600</tt>，从分区表确定活动分区，将该分区的第一个扇区（“分区启动记录”）加载到<tt>0x0000:0x7c00</tt>（因此前一次重新定位），并跳到该地址。 ~~这被称为“链式装载”。如果您希望自己编写的引导记录能够进行双重引导（例如Windows），则它应该模拟这种行为。~~		传统上，MBR将自己重新定位到<tt>0x0000:0x0600</tt>，从分区表确定活动分区，将该分区的第一个扇区（“分区启动记录”）加载到<tt>0x0000:0x7c00</tt>（因此前一次重新定位），并跳到该地址。这被称为“链式装载”。如果你希望自己编写的引导记录能够进行双重引导（例如Windows），则它应该模拟这种行为。

	=== 捷径 ===		=== 捷径 ===

	~~除非您真的想~~[[~~滚动您自己的引导加载程序~~]]（记录/存根）以获得教育价值，否则我们建议使用现成的[[~~：类别：引导加载程序~~\|引导加载程序]]。		除非你真的想[[Rolling Your Own Bootloader\|弄一个自制引导加载程序]]（记录/存根）以获得教育价值，否则我们建议使用现成的[[:Category:bootloaders\|引导加载程序]]。

	最突出的是[[GRUB]]，这是一种两级引导加载程序，它不仅提供具有链加载功能的引导菜单，而且将早期环境初始化为定义良好的状态（包括[[Protected Mode]]，并从BIOS读取各种感兴趣的信息），可以将通用可执行文件作为内核映像加载（而不像大多数其他引导加载程序那样需要平面二进制文件），支持可选的内核模块、各种文件系统以及if<tt>/正确配置，[[Diskless Booting]]。		最突出的是[[GRUB]]，这是一种两级引导加载程序，它不仅提供具有链加载功能的引导菜单，而且将早期环境初始化为定义良好的状态（包括[[Protected Mode]]，并从BIOS读取各种感兴趣的信息），可以将通用可执行文件作为内核映像加载（而不像大多数其他引导加载程序那样需要平面二进制文件），支持可选的内核模块、各种文件系统以及if<tt>/正确配置，[[Diskless Booting]]。
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	=== 一些方法 ===		=== 一些方法 ===
	有许多可能的变体可以引导。以下是方法列表，但可能还有更多方法：		有许多可能的变体可以引导。以下是方法列表，但可能还有更多方法：
	*~~您可以使用一个未使用的分区并加载阶段2“raw”~~		* 你可以使用一个未使用的分区并加载阶段2“raw”
	*~~您可以将阶段2放在MBR和第一个分区的开始之间~~		* 你可以将阶段2放在MBR和第一个分区的开始之间
	*~~您可以（像Lilo那样）编写一个内核文件，然后使用工具检测扇区（或集群）。然后让阶段1从列表中加载扇区。~~		* 你可以（像Lilo那样）编写一个内核文件，然后使用工具检测扇区（或集群）。然后让阶段1从列表中加载扇区。
	*DOS和Windows是这样做的：创建一个空文件系统（格式化），然后将内核放在第一个文件中，将shell放在第二个文件中的空rootdir中。因此，加载程序只需加载rootdir中的第一个条目，然后加载第二个条目。		* DOS和Windows是这样做的：创建一个空文件系统（格式化），然后将内核放在第一个文件中，将shell放在第二个文件中的空rootdir中。因此，加载程序只需加载rootdir中的第一个条目，然后加载第二个条目。
	*旧Linux是从软盘引导的。第一个扇区（“boot”）以“raw”模式加载第二个阶段=不带文件系统（scond阶段是“setup”，在“boot”后面的扇区中）。第二个阶段设置了系统（视频模式、内存映射等），然后加载了真正的内核映像（打包在tgz/bz中）。		* 旧Linux是从软盘引导的。第一个扇区（“boot”）以“raw”模式加载第二个阶段=不带文件系统（scond阶段是“setup”，在“boot”后面的扇区中）。第二个阶段设置了系统（视频模式、内存映射等），然后加载了真正的内核映像（打包在tgz/bz中）。
	*~~几年前，这里有一个引导加载程序（称为“nuni”），它切换到pmode并加载一个文件，所有这些都在一个引导扇区中~~		* 几年前，有一个引导加载程序（称为“nuni”），它切换到pmode并加载一个文件，所有这些都在一个引导扇区中

	== ~~See Also~~ ==		== 另见 ==

	=== 外部链接 ===		=== 外部链接 ===

Zhang3：创建页面，内容为“== POST == 当计算机被打开或重置时，它会运行一系列被称为POST-“P”ower-“O”n-“elf-“T”est的诊断。这一顺序的最终结果是按照固件配置的顺序定位可引导设备，如软盘、CD-ROM或硬盘。 == 主引导记录 == （传统）BIOS检查可引导设备的引导签名，即所谓的幻数。引导签名位于引导扇区（扇区号0）中，它分别在字节偏移量510和511处包含字节序列0x55、0x…”

2021-12-17T02:30:12Z

创建页面，内容为“== POST == 当计算机被打开或重置时，它会运行一系列被称为POST-“P”ower-“O”n-“elf-“T”est的诊断。这一顺序的最终结果是按照固件配置的顺序定位可引导设备，如软盘、CD-ROM或硬盘。 == 主引导记录 == （传统）BIOS检查可引导设备的引导签名，即所谓的幻数。引导签名位于引导扇区（扇区号0）中，它分别在字节偏移量510和511处包含字节序列0x55、0x…”

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== POST ==

当计算机被打开或重置时，它会运行一系列被称为POST-“P”ower-“O”n-“elf-“T”est的诊断。这一顺序的最终结果是按照固件配置的顺序定位可引导设备，如软盘、CD-ROM或硬盘。

== 主引导记录 ==

（传统）BIOS检查可引导设备的引导签名，即所谓的幻数。引导签名位于引导扇区（扇区号0）中，它分别在字节偏移量510和511处包含字节序列0x55、0xAA。当BIOS找到这样一个引导扇区时，它被加载到内存中的<tt>0x0000:0x7c00</tt>（段0，地址0x7c00）。（但是，某些BIOS加载到<tt>0x7c0:0x0000</tt>（段0x07c0，偏移量0），这解析为相同的物理地址，但可能会令人惊讶。一个好的实践是在启动扇区的一开始就强制执行CS:IP。)

然后将执行转移到新加载的引导记录。在软盘上，引导记录的所有512字节（保存最后两个签名字节）可能包含可执行代码。在硬盘驱动器上，[[MBR（x86）|主引导记录]]（MBR）在偏移量0x0000-0x01bd处保存可执行代码，然后是四个[[Partition table | primary partitions]]的表项，每个项使用十六个字节（0x01be-0x01fd）和两个字节的签名（0x01fe-0x01ff）。

== 早期环境 ==

这种早期执行环境是高度实现定义的，这意味着特定BIOS的实现。 “从不”对寄存器的内容做任何假设：它们可能被初始化为0，但也可能包含虚假值。这包括标志寄存器和SP寄存器，您可能也没有有效的堆栈！唯一可以确定的是，DL寄存器保存了加载引导代码的驱动器代码。

CPU当前处于[[实模式]]。（除非你运行的是一种罕见的BIOS，它认为为你激活[[保护模式]]是在帮你的忙。这意味着您不仅必须编写代码来激活任何“其他”硬件上的保护模式，而且还应添加测试条件（如果已激活）。)

== 内核 ==

最后，引导加载程序将内核加载到内存中，并将控制权传递给它。

== 加载 ==

现在我们知道要加载什么了，让我们看看如何加载。

如果从硬盘引导，则只有446字节可用于引导记录。查看内核映像运行之前要做的事情列表，您会同意这并不多：

*确定要从哪个分区启动（通过查找活动分区，或向用户提供要从中选择的已安装操作系统）；
*确定内核映像在引导分区上的位置（通过解释文件系统或从固定位置加载映像）；
*将内核映像加载到内存中（需要基本磁盘I/O）；
*启用保护模式；
*为内核准备运行时环境（例如设置堆栈空间）；

您不必按此顺序执行操作，但在调用<tt>kmain（）</tt>之前，必须完成所有这些操作。

更糟糕的是，GCC只生成受保护模式的可执行文件，因此这个早期环境的代码是[[C#C做不到的事情| C做不到的事情]]之一。

有几种方法可以解决此问题：

*“极客加载”：将上面列表中的所有内容压缩到启动记录中。这几乎是不可能的，并且不会为任何特殊情况处理或有用的错误消息留下空间。
*“一阶段加载”：编写一个用于切换的存根程序，并将其链接到内核映像前面。引导记录加载内核映像（低于1mb内存标记，因为在实模式下，这是内存上限！），跳入存根，存根切换到保护模式和运行时准备，跳入内核。
*“两阶段加载”：编写一个“单独的”存根程序，该程序加载到1mb内存标记以下，并执行上述列表中的所有操作。

=== 传统方式 ===

传统上，MBR将自己重新定位到<tt>0x0000:0x0600</tt>，从分区表确定活动分区，将该分区的第一个扇区（“分区启动记录”）加载到<tt>0x0000:0x7c00</tt>（因此前一次重新定位），并跳到该地址。这被称为“链式装载”。如果您希望自己编写的引导记录能够进行双重引导（例如Windows），则它应该模拟这种行为。

=== 捷径 ===

除非您真的想[[滚动您自己的引导加载程序]]（记录/存根）以获得教育价值，否则我们建议使用现成的[[：类别：引导加载程序|引导加载程序]]。

最突出的是[[GRUB]]，这是一种两级引导加载程序，它不仅提供具有链加载功能的引导菜单，而且将早期环境初始化为定义良好的状态（包括[[Protected Mode]]，并从BIOS读取各种感兴趣的信息），可以将通用可执行文件作为内核映像加载（而不像大多数其他引导加载程序那样需要平面二进制文件），支持可选的内核模块、各种文件系统以及if<tt>/正确配置，[[Diskless Booting]]。

=== 一些方法 ===
有许多可能的变体可以引导。以下是方法列表，但可能还有更多方法：
*您可以使用一个未使用的分区并加载阶段2“raw”
*您可以将阶段2放在MBR和第一个分区的开始之间
*您可以（像Lilo那样）编写一个内核文件，然后使用工具检测扇区（或集群）。然后让阶段1从列表中加载扇区。
*DOS和Windows是这样做的：创建一个空文件系统（格式化），然后将内核放在第一个文件中，将shell放在第二个文件中的空rootdir中。因此，加载程序只需加载rootdir中的第一个条目，然后加载第二个条目。
*旧Linux是从软盘引导的。第一个扇区（“boot”）以“raw”模式加载第二个阶段=不带文件系统（scond阶段是“setup”，在“boot”后面的扇区中）。第二个阶段设置了系统（视频模式、内存映射等），然后加载了真正的内核映像（打包在tgz/bz中）。
*几年前，这里有一个引导加载程序（称为“nuni”），它切换到pmode并加载一个文件，所有这些都在一个引导扇区中

== See Also ==

=== 外部链接 ===
* [http://duartes.org/gustavo/blog/post/how-computers-boot-up Jun 2008: How Computers Boot Up] by Gustavo Duarte.
* [http://duartes.org/gustavo/blog/post/kernel-boot-process Jun 2008:The Kernel Boot Process] by Gustavo Duarte.
* IBM developerWorks' [https://developer.ibm.com/technologies/linux/articles/l-linuxboot/ Inside the Linux boot process] a very good, illustrated overview from BIOS to userspace.
[[Category:Bootloaders]]
[[Category:X86]]
[[de:Bootprozess auf x86]]