QEMU无需bootloader即可运行内核的原理？自制内核可用GRUB引导吗？

QEMU -kernel 参数的内核启动逻辑 #

你执行qemu-system-x86_64 -kernel kern.bin时，QEMU并没有调用任何外置或内置的独立bootloader，而是自带了对应架构的内核加载逻辑，直接完成了bootloader的核心工作：

• 首先识别内核镜像的格式，x86架构下默认支持Multiboot格式、Linux bzImage格式的镜像，也支持符合规范的raw二进制内核
• 按照对应启动协议的要求，把内核镜像写入模拟内存的指定物理地址，同时把启动参数（比如通过-append传入的内核命令行、模拟硬件的内存布局信息等）按协议规范写入指定内存位置，和真实bootloader的传参格式完全一致
• 初始化模拟CPU的寄存器上下文，把指令指针寄存器eip/rip直接指向内核的入口地址，直接跳转执行
  整个过程相当于QEMU直接替代了bootloader的加载、传参、上下文初始化功能，所以不需要额外的bootloader参与。

使用GRUB U盘引导自制内核的方案 #

完全可以，这是新手开发自制内核时最常用的引导方案，无需自行编写bootloader，操作要求如下：

• 你的内核需要先适配Multiboot启动规范，只需要在内镜镜像开头加一段固定格式的Multiboot魔数头部即可，GRUB会自动识别符合该规范的内核
• 制作引导U盘的大致流程：
  1. 将U盘格式化为FAT32格式，给分区添加可引导标记
  2. 将GRUB安装到U盘：挂载U盘后执行grub-install --target=i386-pc --root-directory=你的U盘挂载路径 你的U盘设备路径，注意不要填错设备路径避免覆盖硬盘数据
  3. 在U盘的/boot/grub/grub.cfg文件中新增内核启动项，示例配置如下：

     menuentry "My Custom Kernel" {
         multiboot /boot/my_kernel.bin
         boot
     }
     

  4. 将你编译好的内核文件放到U盘的/boot目录下，开机选择从U盘启动，就能引导你的自制内核。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Cool