### Linux Kernel Boot Process详解
#### 一、引言
在深入了解Linux内核启动过程之前，我们首先简要回顾一下背景信息。《Linux Kernel Insides.pdf》是一份专注于讲解Linux内核内部工作原理的文档，特别关注了从启动加载器到内核完全运行起来的整个流程。这份文档对那些对低级别编程感兴趣或者希望深入了解操作系统内部运作机制的人来说是非常宝贵的资源。
#### 二、从启动加载器到内核
本章节主要介绍从启动加载器（Bootloader）加载内核到内核开始执行的第一个指令之间的过程。这一部分可以分为以下几个阶段：
##### 2.1 启动加载器到内核
- **启动加载器的角色**：启动加载器的主要任务是在计算机启动时加载内核到内存中，并将控制权传递给内核。
- **内核初始化**：一旦内核被加载到内存中，它会执行一系列初始化操作来准备系统的硬件和软件环境。
##### 2.2 内核设置代码的第一步
- **堆初始化**：在内核设置代码的早期阶段，会进行堆内存的初始化，为后续的数据结构分配做准备。
- **查询参数**：这里会读取并解析一些重要的系统参数，例如EDD（Extended Detection and Configuration）、IST（Initial System Table）等，这些参数对于理解系统的配置至关重要。
##### 2.3 视频模式初始化与转换到保护模式
- **视频模式初始化**：在这个阶段，内核会初始化显示设备的视频模式，以便能够在屏幕上显示启动信息和其他必要的图形界面。
- **转换到保护模式**：为了充分利用现代处理器的功能，内核会将处理器从实模式转换到保护模式，这有助于提供更高级别的内存管理和访问权限控制。
##### 2.4 转换到64位模式
- **准备阶段**：在进入64位模式之前，内核会进行一系列的准备操作，确保所有必要的数据结构和寄存器设置正确。
- **细节说明**：这部分详细介绍了如何实现从32位模式向64位模式的平滑过渡，包括寄存器的重新配置以及内存管理单元的初始化。
##### 2.5 内核解压缩
- **准备工作**：现代内核通常会被压缩以减少占用的空间，因此在内核完全运行之前，需要先进行解压缩处理。
- **直接解压**：这一过程包括了解压算法的选择以及如何高效地将压缩的内核代码解压到内存中。
##### 2.6 内核随机地址空间布局随机化
- **随机化的目的**：为了提高系统的安全性，防止攻击者利用已知的内存布局进行攻击，内核会随机化其加载地址。
- **实现细节**：这部分深入探讨了如何实现随机化，包括如何确定随机化的范围以及如何确保随机化不会影响到内核的正常运行。
#### 三、总结
通过上述分析，《Linux Kernel Insides.pdf》为我们提供了一个全面的视角，不仅涵盖了从启动加载器到内核运行起来的全过程，而且还详细解释了每个步骤背后的原理和技术细节。这对于想要深入了解Linux内核内部机制的读者来说，是一份非常有价值的资料。此外，值得注意的是，这份文档并不是官方文档，而是一位热爱底层编程的作者的学习成果分享。因此，在阅读时需要注意区分其中的观点和结论是否符合最新的内核版本和技术实践。
