分析Linux镜像的加载与启动流程前，先看一下嵌入式操作系统的启动流程，以RT-thread系统为例。

RTOS系统启动流程

rtthread系统中，上电冷启动之后会执行固化到ROM中的代码，主要是ARM芯片必要的初始化，之后跳转到flash镜像区域执行镜像启动代码。一般启动地址是一张中断向量表，向量表中的第一项是一个栈起始地址，第二项是复位中断函数Reset_Handler的地址。Linux中断编程 这篇文章有提过二次跳转，这个就是二次跳转。

           

               

Reset_Handler函数流程：

设置栈指针MSP，通过ldr汇编指令实现：ldr sp, =_estack；

初始化中断向量，对应函数LoopCopyVectorInit；

初始化data段，对应函数LoopCopyDataInit；如果是支持C++的rtos系统，这里会初始化全局/静态变量；

初始化bss段，对应函数LoopFillZerobss；

初始化系统时钟，跳转到函数SystemInit；

然后跳转到main函数，main里面会初始化硬件驱动，配置动态内存池、任务数队列数等，之后配置Tick时钟中断向量周期中断启动调度

Linux镜像启动流程

《程序员的自我修养》第三章《目标文件的格式》介绍了ELF文件结构，跟嵌入式系统bin镜像结构类似：

内核（操作系统）首先读ELF文件的头部，然后根据头部的数据指示分别读入各种数据结构，找到标记为可加载（loadable）的段（也就是text段和data段），并调用函数mmap()把段内容加载到内存中，加载之前内核会检查该段可读可写权限。引申一下，被static修饰的元素所有对象仅此一份，存储在data段，虚函数表（函数数组也是数组）也存在rodata段。此外需要理解一点，bin文件在磁盘中的布局并不是内存中的布局，比如bss段在文件中就不存在，仅仅是在ELF header中有一个字段标识bss段大小而已（节省文件空间），但是bin文件加载到内存以后就要为bss段真实分配空间。

接下来内核从标记为PT_INTERP的段中所对应的动态连接器名称（也就是一串字符串），并加载动态连接器，通常是/lib/ld-linux.so.2（动态连接器自己也是动态链接库，因此需要自己实现自举功能），动态链接通过GOT段实现，动态连接机制是ELF格式代替a.out格式的决定性原因。

golang一般使用静态链接，所以golang的elf格式中是没有PT_INTERP类型的段的。

内核在新进程的堆栈中设置一些信息，包括可执行文件有几个段、程序的入口地址等，还有进程执行环境和命令行参数等信息供动态连接器使用，之后内核把控制权传递给动态连接器。

动态连接器读取.dynamic段检查程序对外部文件（共享库）的依赖性，并在需要时对其进行加载。之后对程序的外部引用进行重定位，就是告诉程序其引用的外部变量/函数的地址，此地址位于共享库被加载在内存的区间内。动态连接还有一个延迟（Lazy）定位的特性，即只在"真正"需要引用符号时才重定位，这对提高程序运行效率有极大帮助。

动态连接器执行ELF文件中.init段的代码，进行程序运行的初始化。也就是全局/静态对象构造函数（为支持C++）、__attribute((constructor))标记的函数。另外说一句，init段对应还有结束段.fini，用于main函数结束后调用全局对象析构函数、atexit注册的收尾函数。

动态连接器把控制传递给程序，从 ELF 文件头部中定义的程序进入点开始执行。

nux下无法双击打开，反之也一样

再引申一下，windows下的进程在Linux下无法双击打开，反之也一样，但是C语言编写的程序却可以跨平台编译，在Linux或windows下编译都可以执行（前提是不调用系统有关的系统调用函数）。像这种情况叫做二进制不兼容，也即ABI不同。ABI会规定底层的调用和参数传递顺序，二进制文件布局的具体格式，也就是规定了进程做系统调用时函数参数该以何种顺序压入堆栈，该如何进行系统调用（linux和windows陷入系统调用的方式不一样）。这些都导致exe格式的 文件无法在Linux系统下运行。

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