机器的启动过程是嵌入式软件开发的基础知识之一，之前课上学过一些，但是有些混乱，一些x86的启动过程和arm的启动过程知识混在一起，现在重新梳理一下。有助于之后理解和开发qemu设备。
x86架构启动过程
x86架构机器的启动过程可以分为以下几个主要阶段：
- 上电和CPU初始化：
当计算机加电时，CPU会进行自检并初始化寄存器。此时，CS寄存器被设置为0xF000，EIP寄存器被设置为0xFFF0，指向BIOS的入口地址0xFFFF0。
在x86架构中，通常使用的是BIOS（Basic Input/Output System）。BIOS是固化在主板上的一组程序，负责基本的硬件初始化和从非易失性存储中加载引导程序。在现代系统中，BIOS的功能逐渐被UEFI（Unified Extensible Firmware Interface）所取代。 - BIOS执行：
CPU从BIOS ROM中读取并执行第一条指令，通常是一个长跳转指令，跳转到BIOS的实际入口地址。
BIOS会进行一系列硬件初始化和自检（POST），包括检查RAM、键盘、显示器、硬盘等设备。 - 引导设备选择：
BIOS根据用户设置的启动顺序（通常存储在CMOS中）选择引导设备，如硬盘、光盘或USB设备。 - 加载主引导记录（MBR）：
BIOS从选定的引导设备的第一个扇区（MBR）读取512字节的数据到内存地址0x7C00。
MBR包含引导加载程序的初始代码和分区表信息。 - 执行引导加载程序：
MBR中的引导加载程序代码开始执行，通常会加载并执行操作系统的引导加载程序（如GRUB或LILO）。
引导加载程序负责加载操作系统内核到内存中，并将控制权交给操作系统。 - 操作系统启动：
操作系统内核开始执行，初始化硬件和软件资源，最终启动用户空间的应用程序。
arm架构启动过程
ARM架构机器的启动过程可以分为以下几个主要阶段：
上电和初始引导：
- 当ARM设备上电时，CPU会从一个固定的地址（通常是0x00000000或0xFFFF0000）开始执行代码。这段代码通常存储在片内ROM（iROM）中，由芯片制造商预先烧录。
- iROM代码会进行基本的硬件初始化，并决定从哪个存储设备（如eMMC、SD卡、NAND Flash等）加载引导加载程序（Bootloader）。
引导加载程序（Bootloader）：
- 引导加载程序通常分为多个阶段，如BL1、BL2和BL3。每个阶段负责不同的初始化任务。
- BL1：初始化系统时钟、UART、SDRAM等基本硬件，并加载BL2到内存中执行。
- BL2：进一步初始化硬件，并加载完整的引导加载程序（如U-Boot）到内存中执行。
- U-Boot：U-Boot是一个常用的引导加载程序，负责加载操作系统内核到内存中，并将控制权交给内核。
内核启动：
- 内核开始执行，进行硬件探测和初始化。此时，内核会加载设备树（Device Tree）文件，以获取系统硬件配置的信息。
- 内核初始化完成后，会挂载初始的根文件系统（通常是initrd或initramfs），并执行初始化脚本。
挂载根文件系统：
- 内核会卸载initrd，并挂载实际的根文件系统（如从eMMC或NAND Flash中）。
- 内核将控制权交给用户空间的第一个进程（通常是
/sbin/init），继续系统启动过程。
用户空间初始化：
init进程开始执行，启动各种系统服务和守护进程，最终进入用户登录界面或启动应用程序。