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Linux操作系統的內核初始化過程詳解

概況

系統的引導和初始化是操作系統實現控制的第一步,也是集中體現系統優劣的重要部分。LINUX作為一個免費的准UNIX操作系統,在眾多業余愛好者以及小型商業處理市場表現不俗,成為繼WINDOWS系列後的另一個主流。了解LINUX系統的初始化,對於進一步掌握UNIX系統是十分有幫助的。

通常,LINUX系統的初始化可以分為兩部分:內核部分和init程序部分。內核主要完成系統的硬件檢測和初始化,init程序則主要完成系統的各項配置。

內核初始化詳解

通常情況下,計算機首先用LILO程序引導內核的一部分(這部分沒有被壓縮),以此來引導內核的其他部分。LILO程序是最常用的、也是比較完善的LINUX系統引導器,PC機通常從硬盤的引導扇區讀取這部分程序。關於LILO程序的詳細內容可以參照其他資料。

內核被解壓縮並裝入內存後,開始初始化硬件和設備驅動程序。下面是內核初始化系統的具體步驟(各個版本之間會有一定的差異,下面是2.2.16-22版本的一個例子):

(1) 檢測CPU的主頻和控制台的顯示類型,並對CPU速度用Bogo MIPS程序進行估算。

(2) 此後內核通過外設顯示系統內存信息:如131072k(128M),127820k剩余,使用的具體情況為:1048k內核代碼,412k保留,1728k數據等。爾後是各類hash table的信息。

(3) 內核加載磁盤空間限量支持,完成CPU檢測(包括檢查數學協處理器),以及POSIX適應性檢測。

(4) 初始化PCI BIOS,檢測系統的PCI設備,並加載TCP/IP網絡支持。

(5) 內核開始檢測其他各種硬件設備:如PS/2端口設備,串行口設備,硬盤,軟盤,SCSI等。

此後,內核將啟動init程序,形成系統的第一個進程。下面是dmesg記錄的內核初始化信息(部分):

Detected 499845 kHz processor.

Console: colour VGA+ 80x25

Calibrating delay loop... 996.15 BogoMIPS

Memory: 127820k/131072k available (1048k kernel code, 412k reserved, 1728k data, 64k init, 0k bigmem)

Dentry hash table entries: 262144 (order 9, 2048k)

Buffer cache hash table entries: 131072 (order 7, 512k)

Page cache hash table entries: 32768 (order 5, 128k)

VFS: Diskquotas version dquot_6.4.0 initialized

CPU: Intel Celeron (Mendocino) stepping 05

Checking 386/387 coupling... OK, FPU using exception 16 error reporting.

Checking 'hlt' instruction... OK.

POSIX conformance testing by UNIFIX

mtrr: v1.35a (19990819) Richard Gooch ([email protected])

PCI: PCI BIOS r

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