Linux内核启动解析：从BIOS到内核加载

"Linux开机启动过程.pdf" Linux开机启动是一个复杂且有序的过程，涉及多个阶段，从硬件初始化到操作系统内核的加载与运行。这一过程对于理解Linux系统如何工作至关重要，特别是对于系统管理员和开发者而言。 首先，当计算机开启时，80x86架构的CPU会进入实模式，这是一个限制性的模式，只允许访问1MB的物理内存。BIOS（基本输入输出系统）在ROM中被预加载，它会执行POST（Power-On Self Test），检查硬件是否正常，并在内存的0位置初始化中断向量表。接下来，BIOS会根据BIOS设置寻找启动设备，如软盘或硬盘，读取其MBR（主引导记录）的前512字节到内存的0x7C00地址，并跳转执行这段代码。 Linux的启动过程从`boot/bootsect.S`开始，这是用8086汇编语言编写的，被BIOS加载到0x7C00地址。这段代码的主要任务是移动自身到较高的内存地址（通常是0x90000），然后加载第二个阶段的启动加载器`boot/setup.S`，这2KB的代码会被加载到0x90200地址。在这个过程中，用户可以看到“Loading”等提示信息，表明系统正在加载。 `setup.S`会继续处理更多的硬件初始化，包括设置内存映射、检测CPU特性、准备加载内核所需的参数。一旦这些完成，它会调用`bootload`函数，该函数负责从硬盘读取内核映像到内存的特定位置（通常为0x10000）。在这个过程中，可能还会涉及到其他更复杂的加载器，如LILO或GRUB，它们提供了更高级的功能，如多操作系统选择和内核参数传递。 加载内核完成后，控制权会转移到内核的入口点，通常是`vmlinux`映像的`start_kernel`函数。在这里，内核开始进行更深入的初始化，包括设置中断处理、设备驱动初始化、文件系统加载等。同时，内核会启动内存管理系统，分配必要的数据结构，并初始化调度器，为进程管理做好准备。 随着内核初始化的进行，系统会逐渐启动各种服务和守护进程，如初始化系统（init）、系统日志（syslogd）、网络服务等。一旦所有必需的服务就绪，用户就可以登录并开始交互式使用Linux系统了。 理解这个过程对于故障排查、系统优化以及开发内核模块都有很大的帮助。通过分析内核源代码，可以深入探究每个步骤的细节，这有助于程序员更好地理解和定制Linux系统。在不同版本的Linux中，虽然基本流程保持一致，但具体的实现可能会有所不同，因此，查阅最新的源代码和文档总是必要的。