grub引导自己的内核

时间: 2024-01-27 12:03:59 浏览: 231

Linux内核引导过程

### Linux内核引导过程详解 #### 一、概述 Linux内核引导过程是操作系统启动过程中一个非常关键的步骤。在这一过程中，内核通过一系列复杂的初始化操作，为系统的正常运行奠定基础。本文将深入探讨Linux内核的引导过程，重点介绍内核引导的第一部分——核心数据结构初始化以及第二部分——外设初始化的具体细节。 #### 二、内核引导第一部分：核心数据结构初始化 ##### 1. start_kernel() 函数在完成系统引导之后，程序跳转到位于`arch/i386/kernel/head.S`文件中的`startup_32`函数。随后调用`start_kernel()`函数，该函数负责一系列核心数据结构的初始化工作。这些初始化操作对于构建稳定可靠的操作系统环境至关重要。 ##### 2. 初始化流程 - **输出Linux版本信息**：通过`printk(linux_banner)`函数输出Linux内核的版本信息。 - **设置与体系结构相关的环境**：通过`setup_arch()`函数根据硬件架构特点进行必要的设置。 - **页表结构初始化**：通过`paging_init()`函数初始化内存页表结构，为后续内存管理打下基础。 - **系统自陷入口设置**：使用`arch/alpha/kernel/entry.S`中的入口点通过`trap_init()`函数初始化系统陷阱处理程序。 - **系统IRQ初始化**：通过`init_IRQ()`函数初始化系统中断请求（IRQ），确保硬件中断能够正确地被内核捕获和处理。 - **进程调度初始化**：包括初始化默认的Bottom-half（BH）和调用`sched_init()`函数，为进程调度做准备。 - **时间、定时器初始化**：通过`time_init()`函数读取CMOS时钟信息、估计CPU频率并初始化定时器中断机制。 - **核心启动参数分析**：通过`parse_options()`函数从环境变量中读取并解析启动参数，设置相应的标志位以供后续处理。 - **控制台初始化**：通过`console_init()`函数初始化控制台，以便能够在启动过程中显示信息。 - **剖析器数据结构初始化**：初始化用于性能监控的`prof_buffer`和`prof_len`变量。 - **核心Cache初始化**：通过`kmem_cache_init()`函数初始化描述Cache信息的数据结构，如Cache缓存。 - **延迟校准**：通过`calibrate_delay()`函数获取时钟jiffies与CPU主频ticks之间的延迟关系。 - **内存初始化**：通过`mem_init()`函数设置内存的上下界以及页表项的初始值。 - **创建和设置内部及通用cache**：通过`kmem_cache_sizes_init()`函数创建并初始化“slab_cache”。 - **创建uidtaskcount SLAB cache**：通过`uidcache_init()`函数创建“uid_cache”。 - **创建文件cache**：通过`filescache_init()`函数创建“files_cache”。 - **创建目录cache**：通过`dcache_init()`函数创建“dentry_cache”。 - **创建与虚存相关的cache**：通过`vma_init()`函数创建与虚拟内存区域（"vm_area_struct"）和内存管理结构（"mm_struct"）相关的cache。 - **块设备读写缓冲区初始化**：通过`buffer_init()`函数初始化块设备读写缓冲区，并创建“buffer_head”缓存以加速访问速度。 - **创建页cache**：通过`page_cache_init()`函数初始化内存页hash表。 - **创建信号队列cache**：通过`signals_init()`函数创建“signal_queue”。 - **初始化内存inode表**：通过`inode_init()`函数初始化内存inode表。 - **创建内存文件描述符表**：通过`file_table_init()`函数创建“filp_cache”。 - **检查体系结构漏洞**：对于特定架构，如alpha，可能通过`check_bugs()`函数检查潜在的问题。 - **SMP机器其余CPU初始化**：如果配置了SMP（对称多处理器）支持，则通过`smp_init()`函数初始化除当前引导CPU之外的其他CPU。 - **启动init进程**：创建第一个核心线程并调用`init()`函数。 #### 三、内核引导第二部分：外设初始化 ##### 1. 外设初始化流程 `init()`函数作为核心线程，主要负责外设及其驱动程序的加载和初始化。 - **锁定内核**：对于SMP机器，锁定内核以防止并发问题。 - **总线初始化**：例如通过`pci_init()`函数初始化PCI总线。 - **网络初始化**：初始化网络数据结构，包括`sk_init()`、`skb_init()`和`proto_init()`。其中`proto_init()`会调用所有已注册协议的初始化函数。 - **创建bdflush核心线程**：通过`kernel_thread()`函数创建`bdflush()`核心线程，用于定期清理被写过的内存缓冲区。 - **设备初始化**：初始化并口、字符设备、块设备等。 - **文件系统初始化**：加载根文件系统。 #### 四、总结 Linux内核的引导过程是一个复杂而精细的过程，涉及多个层面的初始化操作。从核心数据结构初始化到外设初始化，每一步都是为了确保系统能够稳定高效地运行。通过对这些步骤的深入了解，我们可以更好地理解Linux内核的工作原理，从而在实际应用中更加得心应手。

要让 GRUB 引导自己的内核，你需要按照以下步骤操作： 1. 首先，将你的内核编译成一个可引导的文件。这个文件应该包含一个 Multiboot header。 2. 将这个可引导的文件复制到你的 GRUB 引导目录下。这个目录通常是 /boot/grub。 3. 在 /boot/grub/grub.cfg 文件中添加一个新的菜单项，以引导你的内核。这个菜单项应该指向你的内核文件。 4. 保存并退出 /boot/grub/grub.cfg 文件。 5. 重启你的计算机，并选择你新添加的菜单项来引导你的内核。这样，GRUB 就会引导你的内核了。请注意，这个过程可能因不同的操作系统和 GRUB 版本而有所不同。

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