深入解析Linux内核初始化与加载过程

"LINUX系统分析与高级编程技术课程的第8章内容主要涵盖了Linux内核的简介，包括系统初始化、内核加载过程以及内核解压缩等关键步骤。" 在Linux操作系统中，内核是系统的核心部分，负责管理硬件资源、提供系统调用接口以及调度进程。本章详细阐述了Linux内核的初始化流程，这对于理解系统启动过程至关重要。 当个人计算机（PC）启动时，Intel系列CPU首先工作在实模式下，执行ROM-BIOS中的代码。BIOS会进行自我检测，初始化中断向量表，并加载启动磁盘的第一个扇区（通常包含引导加载器）到内存特定地址0x7C00开始执行。 在早期的Linux版本中，内核的启动部分是用8086汇编语言编写的。启动时，内核被加载到0x90000地址，随后的2k字节加载到0x90200，其余部分加载到0x100000。加载过程中，用户可以看到"Loading..."的信息。一旦加载完成，控制权转移给boot/Setup.S，这是一个实模式下的汇编语言程序，负责设置硬件设备并移动内核到0x10000地址，此时系统切换到保护模式。 在保护模式下，执行0x10000处的代码，这部分由zBoot/head.S负责，它初始化寄存器并调用decompress_kernel()函数来解压缩内核。这个过程涉及zBoot/inflate.c、zBoot/unzip.c和zBoot/misc.c等文件。解压缩后的内核数据被放置在0x1000000地址，因为这个需求，Linux无法在内存小于2MB的环境中运行。 解压缩完成后，从0x101000000开始执行解压后的代码。接下来，系统进行32位环境的设置，包括初始化中断描述符表（IDT）、全局描述符表（GDT）和局部描述符表（LDT），处理器配置完成，内存分页机制被设定。最后，调用start_kernel()函数，这是内核中最复杂的一部分，它标志着内核初始化的结束，并开始执行系统的初始化任务，如设备驱动加载、进程创建、文件系统挂载等。 理解Linux内核的启动和初始化过程对于系统管理员、驱动开发者以及任何需要深入理解操作系统工作原理的人来说都是至关重要的。通过这一章节的学习，读者能够深入了解Linux是如何从开机到运行的，以及内核如何接管硬件资源并为用户提供服务。