linux内核源代码漫游

### Linux内核源代码漫游知识点详解 #### 一、引言 《Linux内核源代码漫游》是一本深入浅出介绍Linux内核的书籍，对于初学者来说非常友好。本书作者Alessandro Rubini是一位知名的Linux内核贡献者，他通过这本书引领读者逐步探索Linux内核的核心机制。译者赵炯也为中文读者提供了良好的翻译，使得国内的技术人员能够更加容易地理解和学习Linux内核的相关知识。 #### 二、Linux内核启动过程 1. **系统加电** - 当PC开机时，CPU进入实模式并在ROM-BIOS中从地址0xFFFF0开始执行。 - BIOS进行基本硬件检测，并初始化中断向量表。 - BIOS读取启动设备（如软盘或硬盘）的第一个扇区（即引导扇区）到内存地址0x7C00，并跳转到该位置执行。 2. **引导扇区执行** - 引导扇区由8086汇编语言编写，位于`boot/bootsect.S`文件中。 - 执行过程中，引导扇区代码首先将自身移动到内存地址0x90000，并从启动设备读取额外的2KB代码到内存0x90200。 - 接下来，将内核剩余部分读入到内存地址0x10000，并显示“Loading”提示。 - 控制权转移给`boot/setup.S`中的代码，这是一个实模式汇编程序。 3. **硬件识别与配置** - 启动阶段会识别主机的部分特性及VGA卡类型。 - 可能会提示用户选择控制台显示模式。 - 将整个系统从地址0x10000移动到0x1000，进入保护模式，并跳转到系统剩余部分。 4. **内核解压缩** - 解压缩代码位于`zBoot/head.S`中，初始化寄存器并调用`decompress_kernel()`函数。 - `decompress_kernel()`函数是由`zBoot/inflate.c`、`zBoot/unzip.c`和`zBoot/misc.c`等文件组成的。 - 解压后的数据存储在内存地址0x10000（1MB），这是Linux至少需要2MB内存才能运行的原因之一。 5. **内核构建变化** - 在内核版本1.1.75中，`boot`和`zBoot`目录被移到`arch/i386/boot`中，以支持不同架构下的内核构建。 - 这个改动增强了Linux内核的跨平台能力。 6. **32位设置启动** - 解压后的代码从地址0x10100开始执行。 - 在此阶段，完成IDT、GDT和LDT的加载，确认处理器状态，设置分页等。 - 最终调用`start_kernel`子程序。 #### 三、start_kernel()函数 `start_kernel()`函数位于`init/main.c`中，其主要任务是初始化内核各个组成部分： 1. **内存管理初始化** - 设置内存边界，调用`paging_init()`初始化分页机制。 2. **中断管理初始化** - 初始化中断控制器、IRQ通道等。 3. **调度初始化** - 初始化进程调度器，确保进程能够被正确调度。 4. **其他核心组件初始化** - 包括但不限于文件系统、网络栈、驱动程序等的初始化。 #### 四、总结 《Linux内核源代码漫游》一书通过逐步解析Linux内核启动过程，帮助读者深入了解Linux内核的工作原理。从开机引导到内核解压缩，再到各个关键组件的初始化，每一步都充满了技术细节。通过对这些知识点的学习，不仅能够增进对Linux内核的理解，还能为后续深入研究打下坚实的基础。