前几天大家对Linux的启动有些讨论。
　　于是整理了一下前段时间与他人交流的提纲，希望起到抛砖引玉的作用。
　　Xiaoman04@hotmail.com
　　这是一次对Linux介绍后的整理。
　　对象是一些刚对Linux核心感兴趣，并且准备进一步研究和改造的同志。
　　因为是由提纲整理而成，有些乱，见谅！
　　　
　　四部分内容：
　　一、Linux核心源码结构介绍
　　二、编译和配置的过程
　　三、系统启动顺序的相关文件
　　四、核心改造的一些经验
　　一、
　　当我们安装好一个Linux系统，通常核心源码存放在/usr/src/linux/目录。
　　下面先看看这目录下的各个子目录及文件。
　　[/]#cd /usr/src/linux
　　[linux]#ls -aF
　　./ MAINTAINERS drivers/ kernel/ scripts/
　　../ Makefile fs/ lib/
　　COPYING README include/ mm/
　　CREDITS Rules.make init/ modules/
　　Documentation/ arch/ ipc/ net/
　　下面我们逐一描述：
　　COPYING
　　GPL版权申明，看后你至少应该知道，你对具有GPL版权的源代码改动而形成的程序，或使用GPL工具产生的程序，具有使用GPL发表的义务。其中之一就是公开源代码。 bitsCN#com中国网管联盟
　　CREDITS
　　光荣榜，你应当感谢的一些人的信息，其中的每一个人都对Linux做出过很大贡献。
　　Documentation/
　　文档目录，可有选择地看一下你感兴趣的部分
　　MAINTAINERS
　　维护人员列表，对当前版本的内核各部分都有谁负责，如果你研究的够深入，可以与他们讨论
　　Makefile
　　如果你在UNIX编译过程序，可以看明白README，Linus 所写，核心及其编译配置方法简单介绍Rules.make： make时使用的一些共同规则
　　arch/
　　architecture（体系结构）我关心的i386启动过程在其中，包括Linux在多种平台下的实现。如果要移植系统到一个新的CPU环境中，这就是你要关心的目录
　　drivers/
　　驱动程序目录，包含大量设备驱动的实现，按类别分子目录
　　fs/
　　文件系统，实现了当前流行的几乎所有文件系统。Cool
　　include/
　　嵌入文件目录
　　init/
　　初始化文件，包含main.c和version.c两个文件。Initialize
　　ipc/
　　ipc的实现，与SYS V兼容
　　kernel/
　　最核心代码，调度，中断，信号等的处理
　　lib/
　　一些工具。
　　Mm/
　　内存管理，Memory Manager，虚拟页、缓冲的实现。 中国_网管联盟bitsCN.com
　　Modules/
　　模块文件目录，用于存放编译时产生的模块目标文件（参考编译过程）
　　net/
　　网络实现，包括TCP/IP在内的大量网络协议的实现。
　　Scripts/
　　描述文件，脚本，用于对核心的配置。
　　　
　　二、
　　构造内核
　　常用命令包括：
　　make config, dep, clean, mrproper, zImage, bzImage, modules, modules_install
　　
　　(1) make config
　　核心配置，调用./scripts/Configure 按照arch/i386/config.in 来进行配置。
　　命令执行完后产生文件.config，其中保存着配置信息。下一次再做make config将产生新的.config文件，原.config被改名为.config.old
　　(2)make dep
　　寻找依存关系，产生两个文件.depend和.hdepend。其中.hdepend表示每个.h文件都包含其它哪些嵌入文件。而.depend 文件有多个，在每个会产生目标文件(.o)文件的目录下均有，它表示每个目标文件都依赖哪些嵌入文件(.h)。
　　　
　　(3)make clean
　　清出以前构核所产生的所有目标文件、模块文件、核心以及一些临时文件等，不产生任何文件。
　　
　　(4)make rmproper
　　删除所有因构核过程中产生的所有文件，及除了做make clean外，还要删除.config，.depend等文件，把核心源码恢复到最原始的状态。下次构核时就必须重新配置了。

　　　
　　(5)make, make zImage, make bzImage
　　make:
　　构核。通过各目录的Makefile文件进行。会在各个目录下产生一大堆目标文件，若核心代码没有错误，将产生文件vmlinux，这就是所构的核心。并产生映射文件System.map通过各目录的Makefile文件进行。.version 文件中的数加1，表示版本号（又产生一个新的版本了），让你明白，你已经对核心改动过多少次了。
　　Make zImage：
　　在make的基础上产生压缩的核心映象文件./arch/$(ARCH)/boot/zImage以及在./arch/$(ARCH)/boot/compresed/目录下产生一些临时文件。
　　Make bzImage:
　　在make 的基础上产生压缩比例更大的核心映象文件./arch/$(ARCH)/boot/bzImage以及在./arch/$(ARCH)/boot/compresed/目录下产生一些临时文件。在核心太大时进行。
　　(6)make modules
　　编译模块文件，你在make config时所配置的所有模块将在这时编译，形成模块目标文件，并把这些目标文件存放在modules目录中。使用如下命令看一看。
　　Ls modules
　　(7)make modules_install
　　把上面编译好的模块目标文件目录/lib/modules/$KERNEL_VERSION/ 中。比如我的版本是2.0.36，做完这个操作后可使用下面的命令看看：

　　ls /lib/modules/2.0.36/
　　　
　　相关的命令还有很多，有兴趣可看相关资料和Makefile文件。
　　另外注意，这儿我们产生了一些隐含文件
　　.config
　　.oldconfig
　　.depend
　　.hdepend
　　.version
　　它们的意义应该很清楚了。
　　三、
　　系统的启动顺序及相关文件
　　仍在核心源码目录下，看以下几个文件
　　./arch/$ARCH/boot/bootsect.s
　　./arch/$ARCH/boot/setup.s
　　./init/main.c
　　　
　　bootsect.S 及 setup.S
　　　这个程序是linux kernel的第一个程序，包括了linux自己的bootstrap程序，但是在说明这个程序前，必须先说明一般IBM PC开机时的动作(此处的开机是指"打开PC的电源"):
　　　　一般PC在电源一开时，是由内存中地址FFFF:0000开始执行(这个地址一定在ROM BIOS中，ROM BIOS一般是在FEOOOh到FFFFFh中)，而此处的内容则是一个jump指令，jump到另一个位於ROM BIOS中的位置，开始执行一系列的动作，包括了检查RAM，keyboard，显示器，软硬磁盘等等，这些动作是由系统测试代码(system test code)来执行的，随着制作BIOS厂商的不同而会有些许差异，但都是大同小异，读者可自行观察自家机器开机时，萤幕上所显示的检查讯息。

　　　　紧接着系统测试码之后，控制权会转移给ROM中的启动程序(ROM bootstrap routine)，这个程序会将磁盘上的第零轨第零扇区读入内存中(这就是一般所谓的boot sector，如果你曾接触过电脑病，
　　毒，就大概听过它的大名)，至於被读到内存的哪里呢? --绝对位置07C0:0000(即07C00h处)，这是IBM系列PC的特性。而位在linux开机磁盘的boot sector上的正是linux的bootsect程序，也就是说，bootsect是第一个被读入内存中并执行的程序。现在，我们可以开始来看看到底bootsect做了什么。
　　第一步
　　　首先，bootsect将它"自己"从被ROM BIOS载入的绝对地址0x7C00处搬到0x90000处，然后利用一个jmpi(jump indirectly)的指令，跳到新位置的jmpi的下一行去执行，
　　第二步
　　　接着，将其他segment registers包括DS，ES，SS都指向0x9000这个位置，与CS看齐。另外将SP及DX指向一任意位移地址( offset )，这个地址等一下会用来存放磁盘参数表(disk para- meter table )
　　第三步
　　　接着利用BIOS中断服务int 13h的第0号功能，重置磁盘控制器，使得刚才的设定发挥功能。
　　　
　　第四步
　　　完成重置磁盘控制器之后，bootsect就从磁盘上读入紧邻着bootsect的setup程序，也就是setup.S，此读入动作是利用BIOS中断服务int 13h的第2号功能。Setup的image将会读入至程序所指定的内存绝对地址0x90200处，也就是在内存中紧邻着bootsect 所在的位置。待setup的image读入内存后，利用BIOS中断服务int 13h的第8号功能读取目前磁盘的参数。

　　第五步
　　　再来，就要读入真正linux的kernel了，也就是你可以在linux的根目录下看到的"vmlinuz" 。在读入前，将会先呼叫BIOS中断服务int 10h 的第3号功能，读取游标位置，之后再呼叫BIOS 中断服务int 10h的第13h号功能，在萤幕上输出字串"Loading"，这个字串在boot linux时都会首先被看到，相信大家应该觉得很眼熟吧。
　　第六步
　　　接下来做的事是检查root device，之后就仿照一开始的方法，利用indirect jump 跳至刚刚已读入的setup部份比较
　　　把大家所熟知的MS DOS 与linux的开机部份做个粗浅的比较，MS DOS 由位於磁盘上boot sector的boot程序负责把IO.SYS载入内存中，而IO.SYS则负有把DOS的kernel --MSDOS.SYS载入内存的重责大任。而linux则是由位於boot sector 的
　　bootsect程序负责把setup及linux的kernel载入内存中，再将控制权交给setup。
　　##这几步内容主要参照一个台湾同胞写的文档，setup.s的内容希望有人补充。
　　　
　　Start_kernel()
　　当核心被载入后，首先进入的函数就是start_kernel。
　　./init/main.c 中函数start_kernel包含核心的启动过程及顺序。
　　通过它来看核心整个初始化过程。
　　首先进行一系列初始化，包括： [bitsCN.Com]
　　trap_init(); ##./arch/i386/kernel/traps.c 陷入
　　init_IRQ(); ##./arch/i386/kernel/irq.c setup IRQ
　　sched_init(); ##./kernel/sched.c 调度初始化，并初始化bottom_half
　　time_init(); ##./arch/i386/kernel/time.c
　　init_modules(); ##

更多信息请点击查看原文：http://www.hzlitai.com.cn/article/ARM9-article/system/1633.html

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