Linux启动揭秘:从BIOS到start_kernel的初始化过程
本文将深入探讨Linux系统的启动过程,特别是从BIOS阶段到操作系统引导,重点关注start_kernel函数中的初始化步骤。首先,我们会涉及Linux内核的启动机制,包括IBootstrap阶段的汇编代码分析,这有助于理解内核加载初期的执行流程。 start_kernel函数在启动流程中扮演关键角色,它负责将内核从BIOS引导加载到内存,并开始基本的系统初始化。这部分内容会详细解释如何在进入用户态前,通过Initrd (Initial RAM Disk) 的初始化来设置一个临时的根文件系统。Initrd是一个只读的初始装载文件系统,包含了必要的设备驱动和其他启动时需要的配置信息。在内核初始化过程中,首先调用mnt_init函数,通过init_rootfs和init_mount_tree函数构建内存中的rootfs,即VFS根节点/及其下文件和目录。 接下来,文章讨论如何将Initrd的内容转移到真正的rootfs,这是通过populate_rootfs函数实现的,该函数在系统初始化时,由rootfs_initcall()调用。在这个过程中,虚拟rootfs的概念引入,尤其是Initramfs技术,它在内核2.5版本中引入,通过在内核镜像中附加的cpio包来提供临时文件系统,内核启动时将其解压并放置到rootfs中,同时执行部分初始化代码。 随着Linux的发展,虚拟rootfs逐渐演化,比如Initramfs之外还有其他版本,这些都体现了内核设计者们对简化内核、提升效率的追求。虚拟rootfs技术使得一些初始化工作可以在用户空间完成,减少了内核负担,同时提供了灵活性和可定制性。 总结来说,本文将揭示Linux启动过程中的复杂细节,从BIOS引导、Bootloader到start_kernel函数的执行,以及rootfs的构建和Initrd的释放,这些都是理解操作系统启动和初始化至关重要的一环。同时,对虚拟rootfs和Initramfs技术的剖析,展示了Linux技术的发展趋势和内核优化的方向。
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