Linux内核启动：根文件系统切换与关键系统调用详解

本文主要探讨Linux根文件系统及其在内核启动过程中的核心作用，特别是与rootfs、根设备以及系统调用相关的内容。首先，内核启动初期，会从rootfs开始，这个阶段涉及到根设备的查找，如通过ramdisk、cpiok-initrd或image-initrd加载实际的根文件系统。理解这些步骤对于了解内核初始化至关重要。 2.1 内核启动流程中的根文件系统迁移：内核启动时，首先使用rootfs作为临时存储，通过解析早期参数（earlyparams）来确定后续的操作。根设备的查找是关键，因为它决定了文件系统的挂载位置。不同的引导方式可能涉及不同的设备映射，如通过initrd装载，内核会寻找并挂载正确的文件系统。 2.2 文件系统与内核的交互：内核与文件系统的交互依赖于dentry和inode这两个核心数据结构。dentry是文件系统中用于表示目录项（目录或文件）的结构，而inode则包含了文件的元数据。系统调用sys_open、sys_read、sys_write和sys_mount是内核与用户空间通信的主要接口，分别用于打开文件、读取数据、写入数据和挂载文件系统。 2.3 系统调用详解： - sys_open: 用于打开一个文件，为后续的读写操作创建一个文件描述符。 - sys_read: 接收文件描述符的数据，将其读取到用户空间的缓冲区。 - sys_write: 将用户空间的数据写入到指定的文件描述符对应的文件。 - sys_mount: 将一个文件系统挂载到内核的某个目录，使得文件系统中的内容对用户空间可见。 2.4 ext4文件系统inode操作：虽然文中未详述，但提到提及了ext4文件系统的inode操作接口，这通常涉及到文件权限管理、索引节点的创建和更新等操作。 文章强调了代码基于Linux 4.7.1版本，并预告了作者将深入探讨后续的Linux网络相关主题，包括socket编程、路由、网络设备驱动等内容。作者鼓励读者在阅读过程中遇到问题时，可通过邮件shaohui973@163.com进行交流。 总结来说，本文是Linux内核初学者和高级开发者的重要参考，提供了理解内核启动流程、文件系统管理和基本系统调用的深入见解。