OS开发笔记(2)——GRUB发动流程
GRUB怎样打破实方式的约束
BIOS与MBR引导机制
BIOS会在发动时，查看逻辑0扇区（即硬盘的榜首个扇区）的结束是否存在标志 0x55, 0xaa，以此判别该扇区是否可引导。依照传统的MBR（Master Boot Record）引导流程，逻辑0扇区包括一个特别的引导程序。这个程序的使命是查看坐落逻辑0扇区偏移 0x1BE 处的分区表。分区表最多能够记载四个分区，这也是为什么 MBR 分区的硬盘只能有四个主分区的原因。
在分区表中，每个分区能够有一个“可引导”符号。MBR引导程序会依据某种规矩选取一个被符号为“可引导”的分区，将该分区的榜首个扇区（称为VBR，Volume Boot Record）加载到内存中（一般加载到地址 0x7C00 以确保兼容性）。随后，程序跳转到VBR，由VBR担任加载并发动该分区中的操作体系。
MBR和VBR的局限性
但是，MBR和VBR的巨细都仅有一个扇区，也便是512字节，这对略微杂乱的引导程序来说现已不够用。此外，在16位实方式下，CPU的寻址规模最大只要1MB（实践可用空间还小于1MB，需考虑BIOS和其他数据占用）。因而，关于体积超越1MB或需求加载到1MB以上地址的内核文件，MBR和VBR的才能缺乏。
16位的寻址约束
切换到保护方式尽管能够打破1MB寻址规模的约束，但由于仅实方式支撑调用BIOS功用，在保护方式下无法直接调用BIOS来完结硬盘驱动和文件体系管理。这就需求自行完结这些功用，极大地增加了引导程序的杂乱度。为了防止在引导内再完结一边磁盘驱动和文件体系，我挑选了运用GRUB。
GRUB的解决方案
在GRUB中，将被称为stage1.5阶段的GRUB中心加载器（从磁盘发动是diskboot，从光盘是cdboot等等）寄存在寄存磁盘中的某个闲暇空间（默许是MBR后的一个扇区），一个定制的MBR引导程序（如 boot.S，编译后生成 boot.img）担任加载这一阶段的程序到内存中。
这时候就又呈现一个问题，怎样寄存GRUB中心呢？GRUB供给了两种方法：
- 运用磁盘未分配空间
GRUB将包括中心功用的core.img写入硬盘上未被分区表区分的闲暇空间。 - 依据文件体系引导
core.img被当作一个一般文件存储在文件体系中，由MBR程序加载到内存中。
GRUB怎样找到core.img
假如选用依据文件体系的方法，问题在于MBR程序怎样知道 core.img 的具体方位。GRUB 的core.img 是经过grub-mkimage指令生成的，它由多个部分组成，包括：
- diskboot：担任从磁盘加载
core.img的榜首部分，巨细为一个扇区。 - decompresser：用于解压
grub-core，以支撑紧缩后的存储方式。 - core：中心程序模块，能够依据需求加载各种功用扩展（grub模块）。
当履行 grub-install 时，东西会主动将 diskboot 的方位写入 boot.img 中。diskboot 的结尾包括一个 blocklist，用于记载 grub-core 的各个部分在磁盘上的方位。这样，diskboot 能够顺畅加载完好的 grub-core。
GRUB的引导进程
综上，GRUB 2 的发动流程如下：
- MBR引导
BIOS 加载 MBR（即boot.img），运转其间的引导程序。 - 加载diskboot
MBR 程序依据记载的方位加载diskboot。 - 加载并解压grub-core
diskboot依据blocklist读取并加载grub-core，必要时解压。 - 发动操作体系内核
grub-core终究加载方针操作体系的内核文件，并完结引导。
感触
略微深化了解过GRUB后，感觉像是迷你内核相同，功用这么丰厚。
