内核启动流程

内核启动流程

点一下开机键，为什么电脑就开机了？本篇文章的目标是从开机键开始，分析整个内核启动的过程。

UEFI

UEFI全名为Unified Extensible Firmware Interface，即统一可扩展固件接口，UEFI是现代的BIOS的替代品。现代计算机中，UEFI大体有如下几个作用。

1.硬件初始化。UEFI会初始化CPU、内存、设备等硬件使其进入可用状态。

2.上电自检。

3.提供EFI服务。

UEFI不会运行在16位的实模式下，它是一个64位的程序。在 BDS（启动设备选择）阶段，UEFI 扫描启动条目，找到GRUB的EFI文件，加载 grubx64.efi到内存并将控制权交给grub。UEFI存放在efi分区中。

GRUB

GRUB（GNU GRand Unified Bootloader）是一个bootloader,可以让用户选择不同的操作系统进行启动。GRUB首先会读取文件系统、随后加载配置文件（grub.cfg）。grub.cfg是一个由 GRUB 命令组成的脚本文件，它定义了启动菜单的显示方式、可用的操作系统列表、以及每个系统的具体加载命令（内核路径、参数、根分区位置等）。用户点击要启动的操作系统之后，grub负责对这个内核进行引导启动。

启动内核

grub会读取vmlinuz和initramfs到内存中，并跳转到vmlinuz的入口。因为vmlinuz是一个压缩文件，所以内核为它准备了一段用于解压的代码，存放在linux/arch/x86/boot/compressed/head_64.S中。在这段汇编程序中做了一系列工作后，调用 extract_kernel 函数对kernel进行解压。解压缩后跳转到真正的内核入口，即 arch/x86/kernel/head_64.S。