前幾天大家對Linux的啟動有些討論。

于是整理了一下前段時間與他人交流的提綱，希望起到拋磚引玉的作用。

這是一次對Linux介紹后的整理。

對象是一些剛對Linux核心感興趣，并且準(zhǔn)備進(jìn)一步研究和改造的同志。

因?yàn)槭怯商峋V整理而成，有些亂，見諒！

四部分內(nèi)容：

一、Linux核心源碼結(jié)構(gòu)介紹

二、編譯和配置的過程

三、系統(tǒng)啟動順序的相關(guān)文件

四、核心改造的一些經(jīng)驗(yàn)

一、

當(dāng)我們安裝好一個Linux系統(tǒng)，通常核心源碼存放在/usr/src/linux/目錄。

下面先看看這目錄下的各個子目錄及文件。

COPYING

## GPL版權(quán)申明，看后你至少應(yīng)該知道，你對具有GPL版權(quán)的源代碼改動而

形成的程序，或使用GPL工具產(chǎn)生的程序，具有使用GPL發(fā)表的義務(wù)。其中之一就是

公開源代碼。

CREDITS

## 光榮榜，你應(yīng)當(dāng)感謝的一些人的信息，其中的每一個人都對Linux做出過

很大貢獻(xiàn)。

Documentation/

## 文檔目錄，可有選擇地看一下你感興趣的部分

MAINTAINERS

## 維護(hù)人員列表，對當(dāng)前版本的內(nèi)核各部分都有誰負(fù)責(zé)，如果你研究的

夠深入，可以與他們討論

Makefile

## 如果你在UNIX編譯過程序，可以看明白

README

## Linus 所寫，核心及其編譯配置方法簡單介紹

Rules.make

## make時使用的一些共同規(guī)則

arch/

## architecture（體系結(jié)構(gòu)）我關(guān)心的i386啟動過程在其中，

## 包括Linux在多種平臺下的實(shí)現(xiàn)。如果要移植系統(tǒng)到一個新的

##CPU環(huán)境中，這就是你要關(guān)心的目錄

drivers/

## 驅(qū)動程序目錄，包含大量設(shè)備驅(qū)動的實(shí)現(xiàn)，按類別分子目錄

fs/

## 文件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了當(dāng)前流行的幾乎所有文件系統(tǒng)。Cool

include/

## 嵌入文件目錄

init/

## 初始化文件，包含main.c和version.c兩個文件。Initialize

ipc/

## ipc的實(shí)現(xiàn)，與SYS V兼容

kernel/

## 最核心代碼，調(diào)度，中斷，信號等的處理

lib/

## 一些工具。

mm/

## 內(nèi)存管理，Memory Manager，虛擬頁、緩沖的實(shí)現(xiàn)。

modules/

## 模塊文件目錄，用于存放編譯時產(chǎn)生的模塊目標(biāo)文件（參考編譯過程）

net/

## 網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)，包括TCP/IP在內(nèi)的大量網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的實(shí)現(xiàn)。

scripts/

## 描述文件，腳本，用于對核心的配置。

二、

構(gòu)造內(nèi)核

常用命令包括：

核心配置，調(diào)用./scripts/Configure 按照arch/i386/config.in 來進(jìn)行

配置。

命令執(zhí)行完后產(chǎn)生文件.config，其中保存著配置信息。

下一次再做make config將產(chǎn)生新的.config文件，原.config被改名為.config.old

(2)make dep

尋找依存關(guān)系。

產(chǎn)生兩個文件.depend和.hdepend

其中.hdepend表示每個.h文件都包含其它哪些嵌入文件。

而.depend 文件有多個，在每個會產(chǎn)生目標(biāo)文件(.o)文件的目錄下均有，

它表示每個目標(biāo)文件都依賴哪些嵌入文件(.h)。

刪除所有因構(gòu)核過程中產(chǎn)生的所有文件，及除了做make clean外，還要

刪除.config，.depend等文件，把核心源碼恢復(fù)到最原始的狀態(tài)。

下次構(gòu)核時就必須重新配置了。

構(gòu)核。通過各目錄的Makefile文件進(jìn)行。

會在各個目錄下產(chǎn)生一大堆目標(biāo)文件，若核心代碼沒有錯誤，將

產(chǎn)生文件vmlinux，這就是所構(gòu)的核心。并產(chǎn)生映射文件System.map

通過各目錄的Makefile文件進(jìn)行。

.version 文件中的數(shù)加1，表示版本號（又產(chǎn)生一個新的版本了），讓你

明白，你已經(jīng)對核心改動過多少次了。

make zImage：

在make的基礎(chǔ)上產(chǎn)生壓縮的核心映象文件./arch/$(ARCH)/boot/zImage

以及在./arch/$(ARCH)/boot/compresed/目錄下產(chǎn)生一些臨時文件。

在make 的基礎(chǔ)上產(chǎn)生壓縮比例更大的核心映象文件

以及在./arch/$(ARCH)/boot/compresed/目錄下產(chǎn)生一些臨時文件。

在核心太大時進(jìn)行。

編譯模塊文件，你在make config時所配置的所有模塊將在這時編譯，

形成模塊目標(biāo)文件，并把這些目標(biāo)文件存放在modules目錄中。

使用如下命令看一看。

把上面編譯好的模塊目標(biāo)文件目錄/lib/modules/$KERNEL_VERSION/ 中。

比如我的版本是2.0.36，做完這個操作后可使用下面的命令看看：

相關(guān)的命令還有很多，有興趣可看相關(guān)資料和Makefile文件。

另外注意，這兒我們產(chǎn)生了一些隱含文件

./arch/$ARCH/boot/bootsect.s

./arch/$ARCH/boot/setup.s

./init/main.c

bootsect.S 及 setup.S

　這個程序是linux kernel的第一個程序，包括了linux自己的bootstrap程序，

但是在說明這個程序前，必須先說明一般IBM PC開機(jī)時的動作(此處的開機(jī)是指

"打開PC的電源"):

　　一般PC在電源一開時，是由內(nèi)存中地址FFFF:0000開始執(zhí)行(這個地址一定

在ROM BIOS中，ROM BIOS一般是在FEOOOh到FFFFFh中)，而此處的內(nèi)容則是一個

jump指令，jump到另一個位於ROM BIOS中的位置，開始執(zhí)行一系列的動作，包

括了檢查RAM，keyboard，顯示器，軟硬磁盤等等，這些動作是由系統(tǒng)測試代碼

(system test code)來執(zhí)行的，隨著制作BIOS廠商的不同而會有些許差異，但都

是大同小異，讀者可自行觀察自家機(jī)器開機(jī)時，螢?zāi)簧纤@示的檢查訊息。

　　緊接著系統(tǒng)測試碼之后，控制權(quán)會轉(zhuǎn)移給ROM中的啟動程序

(ROM bootstrap routine)，這個程序會將磁盤上的第零軌第零扇區(qū)讀入

內(nèi)存中(這就是一般所謂的boot sector，如果你曾接觸過電腦病

毒，就大概聽過它的大名)，至於被讀到內(nèi)存的哪里呢? --絕對

位置07C0:0000(即07C00h處)，這是IBM系列PC的特性。而位在linux開機(jī)

磁盤的boot sector上的正是linux的bootsect程序，也就是說，bootsect是

第一個被讀入內(nèi)存中并執(zhí)行的程序?，F(xiàn)在，我們可以開始來

看看到底bootsect做了什么。

第一步

　首先，bootsect將它"自己"從被ROM BIOS載入的絕對地址0x7C00處搬到

0x90000處，然后利用一個jmpi(jump indirectly)的指令，跳到新位置的

jmpi的下一行去執(zhí)行，

第二步

　接著，將其他segment registers包括DS，ES，SS都指向0x9000這個位置，

與CS看齊。另外將SP及DX指向一任意位移地址( offset )，這個地址等一下

會用來存放磁盤參數(shù)表(disk para- meter table )

第三步

　接著利用BIOS中斷服務(wù)int 13h的第0號功能，重置磁盤控制器，使得剛才

的設(shè)定發(fā)揮功能。

第四步

　完成重置磁盤控制器之后，bootsect就從磁盤上讀入緊鄰著bootsect的setup

程序，也就是setup.S，此讀入動作是利用BIOS中斷服務(wù)int 13h的第2號功能。

setup的image將會讀入至程序所指定的內(nèi)存絕對地址0x90200處，也就是在內(nèi)存

中緊鄰著bootsect 所在的位置。待setup的image讀入內(nèi)存后，利用BIOS中斷服

務(wù)int 13h的第8號功能讀取目前磁盤的參數(shù)。

第五步

　再來，就要讀入真正linux的kernel了，也就是你可以在linux的根目錄下看

到的"vmlinuz" 。在讀入前，將會先呼叫BIOS中斷服務(wù)int 10h 的第3號功能，

讀取游標(biāo)位置，之后再呼叫BIOS 中斷服務(wù)int 10h的第13h號功能，在螢?zāi)簧陷?/font>