Linux操作系统引导过程.pdf

《Linux操作系统引导过程.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《Linux操作系统引导过程.pdf（4页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第1 4 卷第4 期湖南轻工业高等专科学校学报V。l 1 4N o 42 0 0 2 年1 2 月J。u r n a lo fH u n a nL i g h tI n d u s t r yc o l l e g eD e c 2 0 0 2【文章编号】1 0 0 9 3 7 0 2(2 0 0 2)0 4 一0 0 2 80 3L i n u x 操作系统引导过程易建勋1，沈晶2(I 长抄电力学院候家塘校区计算机系，湖南长沙4 1 0 叭5；2 上海石化工业学校机电科，上海2 0 1 5 1 2)【摘要】文章探讨了L i n u x 操作系统的装栽、初始化和引导过程，并对引导过程中B I

2、O s、内存、c P u 等设备之间的关系进行了分析。【关键词】I。i n u x；引导；操作系统；L I L 0；初始化【中图分类号1T P 3 1 6【文献标识码】A了解L i n u x 操作系统的引导过程，对开发应用软件、解决系统故障有较强的指导作用。本研究在多次对“红旗L i n u x”实验的基础上，深入系统内部，分析重要的引导文件，监测它的引导过程，较全面地掌握了L i n u x 操作系统的工作过程。微机系统的启动主要经过以下五个步骤：系统上电、P 0 s T 自检、操作系统装载、系统初始化、启动操作系统。本文主要探讨了L i n u x 系统的装载、初始化及引导过程。1L i

3、 n u x 系统装载程序L I L 0微机P O S T 自检时，微机系统工作在实模式下，因此只能访问低端1M B 内存空间。而I。i n“的内核大于lM B，因此L i n u x 必须设计特殊的方法进行系统装载。L i n u x 的装载可以采用多种方式，常见的有L I L O(L i n u xL 0 a d e r)装载、压缩内核模块z I m a g e装载、实模式系统(如D o s)的1 0 a d l j n 装载等方式。L I L o 是L i n u x 的通用引导管理器，它可以引导多种操作系统，和其他引导程序相比，L I L 0 有如下优点：(1)L I L O 既可以安

4、装在硬盘主引导记录M H R中，也可以安装在L i n u x 根分区的第一个扇区中。(2)L I L O 能够引导任一个硬盘、任一分区上的I。i n u x 系统或其他操作系统。(3)除了主引导记录M B R 外，它没有任何隐含文件，也不需要使用特定的分区，它的配置文件可以存放在任何分区，甚至可以存放在与I。j n u x 毫不相干的D O s 分区的某个子目录下。(4)它可以引导不同配置的内核，甚至是同一台机器上的多个L i n u x 版本。(5)它可以从网络上引导L-n u x。L 1 L O 装载的方法是将L I L O 存储在磁盘引导扇区中，或者作为主引导记录M B R，程序长度应

5、不超过5 1 2 个字节。L I L o 装载文件中建有一个“日l 导地址编码表”，借助它引导程序就能定位到L i n u x 的内核文件，这个地址编码表既可以按照c H S(柱面磁头扇区)模式进行定位，也可以按照硬盘u n(线性块地址)模式定位。因此，即使对某些S C S I 控制程序，L l L O 也能良好运行。当P O s T 自检结束时，i n l1 9h 将L I l D 程序装人内存，由L l L o 进行系统引导。如果系统引导成功，就在屏幕上显示提示符：“L I I。()b()0 t：”或“b t：”。此时如果敲人回车键，系统进入L i n u x 系统引导，如果敲人“D O

6、s”然后回车，则系统进人w i n d o w s 系统启动。2L i n u x 系统装载I u x 系统在引导过程中的主要程序有：a r c h i 3 8 6 b t b o o t s e c tSa r c h i 3 8 6 b 0 0 t s e I u DSi n i t m a i n cb()0 t s e c ts 文件是一个实模式下运行的汇编程序，经过汇编后生成j 进制代码，存放在硬盘引导扇区，它由I。l L o 程序装人。b 0 0 t s 刚s 文件相当于w i n d D w s9 8 的引导文件I(js Y s 或w m d。w s2 0【1 0【收稿日期 2

7、0 0 2 0 4 2 6【作者简介 易建勋(1 9 5 5 一)，男湖南长沙人，长沙电力学院讲师，从事计算机专龇的教学和研究工作 万方数据第1 4 卷第4 期易建勋沈晶L i n u x 操作系统引导过程2 9 x P 的引导文件N T L D R。首先b t s c c I S 将“自己”从绝对地址0 x 7 C 0 0 处搬到0 x 9 0 0 0 0 处，然后利用跳转指令j m p i，跳到下一个地址去执行指令-2J。系统调用B I O s 中断服务i n L1 3h 的第0 号功能，重置磁盘控制器，然后b 0 0 t s e c【s 从硬盘读八s f：tu p 程序。*t u p 将

8、读八到指定的内存绝对地址0 x 9 0 2 0 0 处，也就是内存中紧邻着b 0()t s e c【所在的位置。待s e t u p 读人内存后，利用B 1 0 s 巾断服务i n t l 3h 的第8 号功能凄取目前磁盘的参数。b 0 0 t s e c t 程序把w t u p 载人内存后，将控制权交给s e t u p，之后s e t u p 读入1，i n u x 的核心。在读人前，系统将调用B I o s 中断服务i n t1 0h 的第3 号功能，凄取游标位置，然后再凋用B l()s 中断服务i n t l 0h的第1 3h 号功能，在屏幕上显示“L 0 a 出n g”装载信息。此

9、时s e t u 口s 程序和系统内核已经由b o。t s e c ts3 系统初始化系统首先在实模式下进行初始化，然后在保护模式下进行初始化。u p s 程序从B I o s 处获取计算机系统参数，即转人实模式下进行系统初始化。首先检查u p s 代码的束尾是否为“5 5 A A 5 A 5 A”，由此可以判断s e t u p s 程序代码是否全部装载进来。检测并设置参数：以K B 为单位获取扩展内存长度；检测并设置视频参数；检测并设置硬盘参数；检测并设置其他设备参数。然卮为进入保护模式做准备：关闭中断，将系统搬到O x l 0 0 0 处，设置1 d t 表为空，测试键盘缓冲区，使A 2

10、 0 地址线有效，对中断控制器重新编程_ 3 0J。系统进入保护模式后，程序代码在特权级0 运行。内核初始化模块从O x l 0 0 0 处开始执行，如果系统是没有压缩存放的，则从a r c h i 3 8 6 k c r n e l 目录下的l，e a ds 开始执行。初始化寄存和数据区；内核代码解压缩；页表初始化；初始化I d t、g d L 和l d t；房动内核。4 启动操作系统通过调用k e m e l t h r e a d()创建i n i t 进程，全权交由i n i t 进程处理。i n i t 进程的主要工作是：创建b d，n u s h 进程进行缓冲区管理；创建l r s

11、 w a p d 进程进行虚拟内存管理，并进行系统初始化。(1)进行设备初始化：初始化显示器、字符设备、块设备、s c s I 设备、网络设备、控制台等。(2)进行文件系统初始化：初始化内核的数据结构、初始化所有页表、设置各种人口地址、设置基准时钟和中断、初始化文件系统缓冲区、初始化网络模块、初始化信号量及共享内存。(3)装载根文件系统，执行i n i t 子进程。i n i t 进程首先创建一些后台进程来维护系统蟊行，然后进行系统配置，执行s I、e 1 1 编写的初始化程序。将根文件系统装载到r 0 0 t 目录，通知内核现在可以受理键盘信号，复位控制台，设置缺省路径和环境变量，初始化串行

12、接口。L i n u x 系统初始化全部完成，在屏幕上显示“L。#i n：”，提示用户卺录。至此，L i n u x 系统引导成功。【参考资料】1 中国科学研究院软件研究所红旗L m u x l 1 用户手册【M 北京：清乍出版社，2 l】0 0f 2 李善平，等1 舯u x 操作系统及实验教程【M j 北京：机械出版社，1 9 9 9 3 江永忠L j L o 的引导机理P c 进阶 M 重庆：重庆大 万方数据3 0湖南轻工业高等专科学校学报2 0 0 2 年1 2 月学出版社，1 9 9 9北京：电力出版社，2 0 0 4(美 F r a n kv a n(训u w e 精荚科技译l，c

13、技术内幕 M B o o t i n gP r o c e s so fL i n u xO p e r a t i n gS y s t e mY IJ i a n x u n l；S H E NJ i n 9 2(1 肼吖白p M f 盯S c i e n 州，胁曲池m”gB w H 抽，曲HU”i w H 岫盯E f e 订r 打尸0 u 掣r，洲譬5 n4 1 0 0 1 5，C h 抽n；2S 口H g 抽ip“r o c 7 l F f d P”叫，小”f i2 0 1 5 1 2，C h j M)A b s t r a c t：B 0 0 t i n gp r o c e s s

14、。fL i n u xo p e r a t i n gs y s t e mw a sd i s c u s s e dt o g e t h e rw i t haa n a l y s i so fr e l a t i o n s l“pa m。n gH I O S，m e m。7 ya n dC P Ud u“n gb。t i n g I a d i n ga n d；n i t j a t i n gp m c e s S。ft h ee v e yp a r lo fL i n u xs y s t e mw a sd i s(u s s e 1a sw e l lK e yw

15、o r d s：L i n u x；b 0 0 t；o p e r t i o ns y s t e m；L I L O；i n i t i a t i o n 万方数据Linux操作系统引导过程Linux操作系统引导过程作者：易建勋，沈晶作者单位：易建勋(长沙电力学院,侯家塘校区计算机系,湖南,长沙,410015)，沈晶(上海石化工业学校,机电科,上海,201512)刊名：长沙理工大学学报（自然科学版）英文刊名：Journal of Changsha University of Science and Technology(Natural Science)年，卷(期)：2002,14(4)本文链接：http:/