引导 Linux：深入了解引导启动程序在启动过程中的关键作用

## 引导 Linux：深入了解引导启动程序

导言

引导启动程序是计算机启动过程中至关重要的一个组件，负责为操作系统内核创建运行环境。在 Linux 0.11 中，引导启动程序位于 bootsect.S 文件中，由汇编代码编写，直接操作硬件。本文将深入探讨引导启动程序的作用、代码结构和引导过程，揭示其在 Linux 系统启动中的关键作用。

### 引导启动程序的职责

引导启动程序负责执行以下关键任务：

• 将自身加载到内存中
• 设置寄存器以加载内核
• 使用 BIOS 中断读取内核扇区
• 将内核加载到内存中
• 将控制权转移到内核

### 汇编代码结构

引导启动程序由汇编代码编写，它将逐行执行一系列指令来完成引导过程。代码结构包括：

1. 加载引导启动程序

movw    $0x7c00, %ax  ; Set segment to 0x7c00
movw    %ax, %ds
movw    %ax, %es
movw    %ax, %ss

2. 设置寄存器加载内核

movw    %kernel_address, %ax
movw    %ax, %bx

3. 读取内核扇区

int     $0x13         ; BIOS interrupt to read sector

4. 加载内核

movb    (%bx), %ah

5. 转移控制权到内核

ljmp    $0x0000,%ax

### 引导扇区和 MBR

引导扇区是磁盘上的一个特殊扇区，包含引导启动程序代码。MBR（主引导记录）是引导扇区中的一个特定区域，包含分区表和引导程序代码。Linux 0.11 中的 MBR 使用 512 字节，其中 446 字节用于分区表，其余 66 字节用于引导程序代码。

### 引导过程

Linux 0.11 的引导过程包括：

1. 计算机从引导扇区读取引导启动程序。
2. 引导启动程序将自身加载到内存中。
3. 引导启动程序设置寄存器以加载内核。
4. 引导启动程序使用 BIOS 中断读取内核扇区。
5. 引导启动程序将内核加载到内存中。
6. 引导启动程序将控制权转移到内核。

### 结论

引导启动程序在 Linux 0.11 启动过程中扮演着至关重要的角色，为操作系统内核提供基础运行环境。通过汇编代码和 MBR 等概念，我们可以深入了解引导过程的复杂性。随着计算机技术的不断发展，引导启动程序也在不断演变，但其基本职责仍然是确保系统的顺畅启动。

常见问题解答

1. 引导启动程序的代码通常在哪里？
答：通常位于 arch/i386/bootsect.S 文件中。

2. MBR 的作用是什么？
答：MBR 包含分区表和引导程序代码，指导计算机如何启动。

3. 引导启动程序如何加载内核？
答：它使用 BIOS 中断读取内核扇区并将其加载到内存中。

4. 汇编代码在引导过程中有何作用？
答：它提供低级指令，直接操作硬件，以完成引导过程。

5. 引导扇区的大小通常是多少？
答：通常为 512 字节。