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注： 1、本文档翻译的是Linux内核的源代码中的Documentation\x86\ boot.txt。内核版本为2.6.36.2。 2、该文档的版权依照原文档的版权要求，需要遵循GNU GENERAL PUBLIC LICENSE Version 2。 3、本文所有内容，不保证其正确性。读者请自己辨识。
在x86平台上，Linux内核具有一个颇为复杂的引导协议。在现代计算机系统中，为了运行早已不是主流操作系统的DOS（运行于实模式）而设计了一套复杂的内存管理模式。正式这个历史原因加剧了Linux引导的复杂性。 目前，在X86平台上，Linux的引导协议存在以下的几个版本： 古老内核版本：仅仅支持zImage/Image内核打包类型。另外，早期版本的内核不支持内核命令行参数。 2.00版：（1.3.73版内核制定）添加对bzImage内核打包类型和initrd的支持，开始规定引导加载程序与内核之间的联系。setup.S可以重定位，但是依然假设原来的setup区域是可写的。 2.01版：（1.3.76版内核制定）新增堆越界警告。 2.02版：（2.4.0-test3-pre3版内核制定）新的内核命令行协议。允许在常规内存的任意位置（即1MB以下的任意位置。）不再更改原来的setup区域。这样就可以很安全地从那些使用EBDA或32位BIOS的系统中引导内核(TODO:为什么？)。从该版本开始，不再推荐使用zImage内核打包格式，但是依然支持。 2.03版：（2.4.18- pre1版内核制定）明确加载程序加载initrd到内存时可以使用的最大的内存位置。 2.04版：（2.6.14版内核制定）将syssize字段拓展为4个字节(也就说最大可以表示4GB)。 2.05版：（2.6.20版内核制定）引入relocatable_kernel和kernel_alignment字段 ，使保护模式的内核可以重定位。 2.06版：（2.6.22版内核制定）添加一个字段用来指定内核命令行内容的大小。 2.07版：（2.6.24版内核制定）新增虚拟化引导协议。引入hardware_subarch和hardware_subarch_data字段。并在load_flags中添加KEEP_SEGMENTS标志。 2.08版：（2.6.26版内核制定）新增crc32奇偶检验码和ELF文件格式payload（ELF format payload）。引入payload_offset和payload_length字段以便于payload进行寻址。 2.09版：（2.6.26版内核制定）为单链表结构体setup_data新增一个64位物理指针字段。 2.10版：（2.6.31版内核制定）为了约定内核的边界对齐要求，新增kernel_alignment、init_size和pref_address字段。新增扩展引导加载程序ID。
内存布局内核加载程序加载Image或zImage格式内核时的“常规内存“布局，如下：
当使用bzImage内核打包类型时，内核的保护模式部分被重定位到0x100000（高位内存，1MB处），并且内核的实模式部分（引导扇区、setup和堆栈）也可以是被放置到0x10000到常规内存顶部之间的任意位置。不幸的是，在2.00和2.01版的引导协议中0x90000以上的内存区间还是会被内核使用，从而导致引导程序无法自由使用他们。不过该问题在2.02版的协议中已经解决。 内核加载程序应该尽量使用常规内存的低端部分。因为，一些新版的BIOS会使用常规内存的高端部分做为扩展的BIOS数据区域（Extended BIOS Data Area，缩写为EBDA）。另外，引导加载程序应该调用BIOS的INT 12H中断去获取实模式部分由多少内存可以使用。 不过，有时候INT 12H会告诉你，现在系统中只有很少的内存可以使用，以至于内核加载程序根本无法引导。内核加载程序只好显示错误信息并退出。所以，内核加载程序应该尽量少地使用内存并尽可能有效地使用内存。由于zImage和老版的bzImage类型的内核需要使用实模式的0x90000段，所以，内核加载程序应该确保不会使用0x9A000以上的区域。很多BIOS都会因为这个问题而崩溃。 在>=2.02版本引导协议的bzImage类型的内核中，内存布局如下图所示：
注：内核引导程序应该将地址X设计地尽量的低。 |
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