简析linux内核的内核执行流程图

简析linux核的执行流程

----从bootsect.s到main.c（核版本0.11）Linux启动的第一阶段（从开机到main.c）

3个任务：

A、启动BIOS，准备实模式下的中断向量表和中断服务程序。

B、从启动盘加载操作系统程序到存。

C、为执行32的main函数做过渡准备。

存变化如下：

①、0xFE000到0xFFFFF是BIOS启动块，其中上电后第一条指令在0xFFFF0。

②、而后0x00000到0x003FF总共1KB存放中断向量表，而接下去的地址到0x004FF共256B存放BIOS数据，从0x0E05B 开始的约8KB的存中存放中断服务程序。

③、利用BIOS中断0x19h把硬盘的第一扇区bootsect.s的代码加载到存中，即0x07c00处，后转到该处执行。

④、将bootsect.s的代码复制到0x90000处。

⑤、利用中断0x13h将setup.s程序加载到存0x90200处。

⑥、再将剩余的约240个扇区的容加载到0x10000~0x2EFFF 处。

⑦、开始转到setup.s处执行，第一件事就利用BIOS提供的中断服务程序从设备上获取核运行的所需系统数据并存在0x90000的地址处，这时将原来bootsect.s的代码覆盖得只剩2Byte的空间。

⑧、关中断并将系统代码复制到0x00000处，将原来放在这里的中断向量表与BIOS数据区覆盖掉，地址围是

0x00000~0x1EFFF。同时制作两表与两寄存器。

⑨开地址线A20，寻址空间达到4GB，后对8259重新编程，改变中断号。

⑩、转到head.s（大小是25K+184B）执行，执行该程序完后是这样的：

0x00000~0x04FFF:页目录与4个页表，每一项是4KB,共20KB；0x05000~0x05400:共1KB的空间是软盘缓冲区；

0x05401~0x054b8:共184B没用；

0x054b9~0x05cb8：共2KB的空间存中断描述符表；

0x05cb9~0x064b8：共2KB的空间存全局描述符表；

之后就是main函数的代码了！

第二阶段、从main.c函数到系统准备完毕阶段。

第一步：创建进程0，并让进程0具备在32位保护模式下载主机中的运算能力。流程是：

复制根设备和硬盘参数表（main.c中的102、110、111行）

物理存规划格局（main.c的112行~126行，其中有

rd_init函数定义在kernel/ramdisk.c中，此函数用于虚拟盘初始化；而mem_init函数是用于存管理结构初始化，定义在mem/memory.c中，该函数页面使用

虚拟盘设置与初始化次数均设置成100，然后再依据主存的

起始位置和终止位置将处于主存的所有页面的使

用次数全部清零，系统以后把使用次数为0的页面视为空闲页面。）

存管理结构mem_map初始化

异常处理类中断服务程序挂接（在main.c的127行，trap()函数定义

kernel/trap.c，目的是将各种中断与中断描述符表挂

接。）

初始化块设备与字符设备请求项结构（在main.c的128、129行，

blk_dev_init() 定义在

kernel/blk_dev/ll_rw_blk.c，

chr_dev_init()定义在

kernel/chr_dev/tty_io.c）

将串口与显示器外设的中断服务程序挂接（在main.c的130行，

tty_init()定义在kernel/chr_dev/tty_io.c）

开启时间设置（在main.c的131行，time_init()定义于main.c函数

76行startup_time）

系统开始激活进程0（在main.c的131行，sched_init()定义在kernel/

sched.c函数中，该函数实现进程相关事务设置

依据时钟中断设置，系统调用服务程序挂接。系

统调用函数是对用户程序的最基本支持，利用的是进程相关事务初始化设置系统调用软中断，详细见下面讲

的。）

时钟中断设置

系统调用服务程序挂接

初始化缓冲区管理结构（在main.c中133行，

buffer_init(buffer_memory_end)定义

fs/buffer.c）

初始化硬、软盘（main.c中134、135行，hd_init与floppy_init 定义于kernel/blk_drv/hd.c和

kernel/blk_drv/floppy.c）

开中断（main.c中136行，sti（））

第二步：以进程0为母本创建进程1，使进程1不仅仅具备进程0所拥有的能力，而且还能以文件的形式与外设进行数据交互。流程是：操作系统为进程0创建进程1做准备main.c中137行，move_to_

user_mode()定义在include/asm/system.h，实现从

核态到用户态。进程0正式开始执行，而后

执行main.c的138行的“if(!fork())”，开始创建在进程槽中为进程1申请一个空闲位置并获取进程号

进程1，此时将执行unisted.h中的syscall0宏函数

，得到一个编号，对于fork函数，其值是2，具体

在这个程序中的第62行有定义，然后执行软中断复制进程0的信息之前，先将一些数据压栈

，进入系统调用阶段，跳到核态，执行

kernel/system_call.s中的代码，将一些寄存器的