移植Linux时Linux Bootloader编写方法 （1）

1.概述

linux运行在保护模式下，但是当机器启动复位的时候却处于实模式下。所以写bootloader做的工作也是在实模式之下的。

linux的内核有多种格式，老式的zImage和新型的bzImage。它们之间最大的差别是对于内核体积大小的限制。由于zImage内核需要放在实模式1MB的内存之内，所以其体积受到了限制。目前采用的内核格式大多为bzImage，这种格式没有1MB内存限制。本文以下部分主要以bzImage为例进行分析。

2.bzImage格式内核的结构

bzImage内核从前向后分为3个部分，前512字节被称为bootsect，这就是软盘引导linux时用到的bootloader，如果不从软盘引导，这部分就没有用，其中存储了一些编译时生成的内核启动选项的默认值。从512个字节开始的512*n个字节称为setup部分，这是linux内核的实模式部分，这部分在实模式下运行，主要功能是为保护模式的linux内核启动准备环境。这个部分最后会切换进入保护模式，跳转到保护模式的内核执行。最后的部分就是保护模式的内核，也就是真正意义上的linux内核。其中n的大小可以从bootsect后半部得到，详细地址可以参阅linux boot protocol。

3.引导过程概述

第一步，打开冰箱门；第二步把大象放到冰箱里……不要笑，过程就是这么简单。首先需要把linux内核的setup部分拷贝到9020H:0开始的地址，然后把保护模式内核拷贝到1MB开始的地址，然后根据Linux Boot Protocol 2.03的内容设定参数区的内容，基地址就是9000H：0，最后使用一条ljmp $0x9020,$0跳转到setup段，剩下的事情就是linux自己的了^_^,果然简单吧！

4.THE LINUX/I386 BOOT PROTOCOL

这个就是我们引导linux所使用的协议，它的位置在：Documetation/i386/boot.txt中。里面详细的写了引导linux所需要知道的一切知识，对于其它体系结构的CPU，也一定存在着类似的东东，仿照本文的方法就可以了。

5.细节一：基本引导参数

当然我们不指定任何参数linux内核也可以启动，但是这样有可能启动进入一个我们不支持的framebuffer模式，导致没有任何屏幕显示；也可能mount了错误的根分区失败，导致No Init Found的kernel panic。所以我们必须要指定一些东西。

如果你像我一样是一个懒人，那么可以直接把bootsect拷到9000H：0的位置，使用软盘引导时它会把自己复制到这个地方的，这里面有些默认的设置，详情请见boot.txt。

首先是root的位置，这里bootsect_pos指向的是9000H:0的地址。

　　
　　bootsect_pos[0x1fc] = root_minor;
　　bootsect_pos[0x1fd] = root_major;

其中root_minor和root_major分别是root的主设备号和次设备号。

当前显示模式：

　　
　　bootsect_pos[0x1fa] = 0xff;
　　bootsect_pos[0x1fb] = 0xff;

这两个数值相当于引导参数vga=0xHHH的值，两个0xff代表文本模式。

　　
　　bootsect_pos[0x210] = 0xff;

这是在设定你的bootloader的类型，其实只要不是0就行，因为0代表的loader太旧无法引导新的内核，setup发现这个后就会停下来。按照规范你应该写成0xff，这表示未知的boot loader，如果你的bootloader已经得到了一个官方分配的type id，那就写上自己的数值。