探索Linux内核源代码：从引导到启动

“Linux内核源代码漫游” 在深入探讨Linux内核源代码之前，我们需要先理解操作系统的基本概念。Linux内核是操作系统的核心部分，负责管理系统的硬件资源，如CPU、内存，以及进程、文件系统和网络通信等。它是用C语言编写，同时也包含少量的汇编代码，以确保对底层硬件的直接控制。 Linux内核的启动过程是从系统引导开始的。当计算机加电后，80x86架构的CPU会处于实模式，执行位于ROM-BIOS中的代码。BIOS执行自检（POST），设置中断向量表，并从启动设备（通常是硬盘或软盘）的主引导记录（MBR）读取第一个扇区，即引导扇区，将其加载到内存的0x7C00地址。这部分代码由`boot/bootsect.S`编写，它负责将自身移动到0x90000地址，并加载`boot/setup.S`到0x90200，接着加载剩余的内核到0x10000地址。在加载过程中，用户可以看到诸如“Loa”这样的加载信息。 `bootsect.S`和`setup.S`是用8086汇编语言编写的，因为它们需要与硬件进行非常低级别的交互。`setup.S`负责进一步的初始化工作，例如识别硬件、设置内存映射、初始化系统数据结构，以及调用C语言编写的`start_kernel()`函数，这是内核启动流程中的关键部分。 `start_kernel()`函数是Linux内核初始化的核心，它包含了众多子函数，用于设置页表、初始化进程管理、设备驱动、调度器、网络子系统等。这些组件都是内核运行的基础，它们共同确保了操作系统可以正确地管理和调度硬件资源，提供服务给用户空间的应用程序。 在`start_kernel()`之后，内核会继续加载模块、初始化设备驱动程序，以及建立文件系统。特别地，VFS（虚拟文件系统）层允许Linux支持多种不同的文件系统，如EXT4、XFS、FAT等。网络子系统则负责处理网络连接，包括TCP/IP协议栈的实现。 在1.0版本之后，Linux内核经历了多次更新和优化，引入了许多新特性，如内核模块化、预读取机制、内存管理的改进等。这些改进使得内核更加高效，同时保持了良好的兼容性和可扩展性。 通过阅读和理解Linux内核源代码，开发者可以获得对操作系统底层工作原理的深刻认识，这对于开发设备驱动、优化系统性能、解决系统问题以及编写高效的系统级程序都是非常有价值的。不过，这需要对C语言、Unix系统和PC架构有扎实的基础。Linux内核源代码的漫游是一个逐步学习和探索的过程，对于任何有兴趣深入研究操作系统的人来说，都是一次宝贵的旅程。