# Процесс загрузки: концептуальная модель

## Цепочка загрузки

```
Питание включено
    │
    ▼
CPU reset vector (0xFFFFFFF0)
    │
    ▼
UEFI firmware / BIOS
    │
    ▼
Limine bootloader ─────────────────────────────┐
    │                                           │
    │ 1. Переводит CPU в 64-bit long mode       │
    │ 2. Настраивает page tables (identity map) │
    │ 3. Загружает ядро по физическому адресу   │
    │ 4. Настраивает HHDM                       │
    │ 5. Заполняет Limine requests              │
    │ 6. Передаёт управление на kmain           │
    │                                           │
    ▼                                           │
kmain() (точка входа)                           │
    │                                           │
    ... инициализация ...                       │
    │                                           │
    ▼                                           │
HCF (останов CPU) ─────────────────────────────┘
```

## Limine Boot Protocol

Elyz использует [Limine](https://github.com/limine-bootloader/limine) —
современный bootloader с открытым исходным кодом.

Статические `Limine requests` сообщают bootloader'у, что нужно ядру:

| Request | Назначение |
|---------|------------|
| `FramebufferRequest` | Получить framebuffer для графического вывода |
| `MemoryMapRequest` | Получить карту физической памяти |
| `HhdmRequest` | Получить HHDM offset |
| `ExecutableAddressRequest` | Получить физический/виртуальный адрес ядра |
| `BaseRevision` | Проверить совместимость с Limine |

### Размещение в секциях

Requests размещаются между специальными маркерами в секции `.data`:

```rust
#[used]
#[unsafe(link_section = ".requests_start_marker")]
static _START_MARKER: RequestsStartMarker = RequestsStartMarker::new();

// ... все requests ...

#[used]
#[unsafe(link_section = ".requests_end_marker")]
static _END_MARKER: RequestsEndMarker = RequestsEndMarker::new();
```

Линкер скрипт сохраняет эти секции:
```ld
.data : {
    *(.data .data.*)
    KEEP(*(.requests_start_marker))
    KEEP(*(.requests))
    KEEP(*(.requests_end_marker))
} :data
```

## Точка входа — kmain

Линкер скрипт: `ENTRY(kmain)`.

```rust
#[unsafe(no_mangle)]
unsafe extern "C" fn kmain() -> ! { ... }
```

Атрибуты:
- `no_mangle` — сохраняет имя `kmain` (линкер ищет именно его).
- `extern "C"` — C ABI (Linux x86-64 calling convention: RDI, RSI, ...).
- `unsafe` — на этапе инициализации все операции потенциально опасны.
- `-> !` — kmain никогда не возвращается (HALT).

## Build system

### GNUmakefile

```makefile
KARCH ?= x86_64
RUST_TARGET ?= $(KARCH)-unknown-none
RUST_PROFILE ?= dev

all:
    RUSTFLAGS="-C relocation-model=static" \
    cargo build --target $(RUST_TARGET) --profile $(RUST_PROFILE)
    cp target/$(RUST_TARGET)/$(RUST_PROFILE_SUBDIR)/kernel .
```

- `relocation-model=static`: ядро не использует динамическую перелокацию.
- `--target x86_64-unknown-none`: bare-metal target (без ОС).
- Результат копируется в `kernel/` (корень).

### build.rs — linker script

```rust
fn main() {
    let arch = std::env::var("CARGO_CFG_TARGET_ARCH").unwrap();
    println!("cargo:rustc-link-arg=-Tlinker-{arch}.ld");
    println!("cargo:rerun-if-changed=linker-{arch}.ld");
}
```

Подставляет правильный linker script для архитектуры.

### rust-toolchain.toml

```toml
[toolchain]
channel = "nightly"
targets = ["x86_64-unknown-none"]
```

Требуется nightly Rust из-за:
- `#![no_std]`, `#![no_main]`.
- `core::arch::global_asm!`, `core::arch::asm!`.
- `const { ... }` в инициализации констант.

## Память: расположение после загрузки

```
Физическая память:
┌───────────────────────┐ 0x0
│       Reserved        │
├───────────────────────┤
│  Usable (free)        │ ← входит в mmap entries
├───────────────────────┤
│  Kernel image         │ ← загружен Limine
├───────────────────────┤
│  PMM metadata         │ ← bitmap + ref_counts + L1
├───────────────────────┤
│  ... (usable)         │
└───────────────────────┘ max_addr

Виртуальная память (Higher Half):
0xFFFF_8000_0000_0000 ─── HHDM (вся физическая память 1:1)
0xFFFF_9000_0000_0000 ─── Kernel heap (8 MiB)
```