: 804857c: pushl %ebp 804857d: movl %esp, %ebp 804857f: call 8048568 8048584: leave 8048585: ret 8048586: nop 8048587: nop # include greeting ( ) { printf(“Hello,world!\n”); } main() { greeting(); }nullLinux系统地址映射示例Linux最常见的可执行文件格式为elf(Executable and Linkable Format)。 在elf中，ld总是从0x8000000开始安排程序的“代码段” ，这个地址是虚地址 程序执行时在物理内存中的实际地址，由内核为其建立内存映射时分配。 0x08048568 如何转化为物理地址？0000 1000 0000 0100 1000 0101 0110 1000三、计算机系统的启动三、计算机系统的启动一台出厂计算机（ROM、BIOS） 安装操作系统到硬盘（boot、OS） 加电，BIOS —> boot —> OS 内核映射文件： ./arch/x86/boot/bootSect.S ./arch/x86/boot/setup.S ./arch/x86/kernel/head.S ./init/main.cnullBIOS： 进行硬件检测； 读入引导扇区中的 bootsect的执行代码，到指定地址 bootsect在内存中移动自己；读入setup、system模块执行代码。 启动时内核在内存中位置的变化启动时内核在内存中位置的变化初始化时setup需要绝对地址0开始处1k的中断向量表，读BIOS相关中断参数，所以system一开始不直接加载到0。而是后面由setup移动。 system移动到位，相应的保护模式各种信息也准备好了，head调用main开始执行。 nullCPU在跳转到bootsect尚处于16位的实地址模式，在setup.s中转入32位的保护模式 bootsect和setup在执行中使用BIOS提供的调用来完成象读磁盘之类的工作，一旦转入内核映象本身的执行，就不再使用BIOS 内核自身初始化可以分为三个阶段（保护模式）： 第一个阶段主要是CPU本身的初始化，例如页式映射的建立； 第二个阶段主要是系统中一些基础设施的初始化，如内存管理和进程管理的建立和初始化； 最后则是“上层建筑”的初始化，如根设备的安装和外部设备的初始化等 null更多说明 内核装载程序 引导过程 实模式下的初始化（ setup.S） 保护模式下的初始化null 试着回答课本课后题 理解相关概念内核装载程序内核装载程序“arch/i386/boot”下的引导程序 包括bootsect.S、setup.S、video.S等 bootsect.S是生成引导扇区的汇编源码，它完成加载动作后直接跳转到setup.S的程序入口 setup.S的主要功能就是将系统参数（包括内存、磁盘等，由BIOS返回）拷贝到特别内存中，以便以后这些参数被保护模式下的代码来读取。 此外，setup.S还将video.S中的代码包含进来，检测和设置显示器和显示模式。 最后，setup.S将系统转换到保护模式，并跳转到 0x100000。 0x100000这个内存地址存放的是解压后的内核内核引导过程内核引导过程当CPU跳到0x100000时，将执行“arch/i386/kernel/head.S”中的startup_32，然后就跳转到start_kernel()中去了。 start_kernel()是“init/main.c”中的函数，调用了一系列初始化函数，以完成kernel本身的设置，建立基本的Linux核心环境。start_kernel()后，基本的Linux核心环境就建立起来了 在start_kernel()最后，通过调用init()函数，系统创建第一个核心线程。核心线程init()主要是来进行一些外设初始化的工作的，包括调用do_basic_setup()完成外设及其驱动程序的加载和初始化。并完成文件系统初始化和root文件系统的安装。 当do_basic_setup()函数返回init()，init()又打开了/dev/console设备，重定向三个标准的输入输出文件stdin、stdout和stderr到控制台，最后，搜索文件系统中的init程序（或者由init=命令行参数指定的程序），并使用 execve()系统调用加载执行init程序。到此init()函数结束，内核的引导部分也到此结束了实模式下的初始化（ setup.S）实模式下的初始化（ setup.S）版本检查和参数设置 内核的签名和模式检查 内存、键盘、显示器、硬盘等硬件参数设置 lgdt、lidt设置描述符表 对两片8259A进行编程 进入保护模式 保护模式下的初始化保护模式下的初始化第一阶段 CPU本身的初始化 第二阶段 基础设施的初始化，如内存管理和进程管理等 第三阶段 “上层建筑”的初始化，如根设备和外部设备等 保护模式下的第一阶段初始化保护模式下的第一阶段初始化arch\i386\boot\compressed\Head.S 初始化寄存器和数据区BSS（Block Started by Symbol） 内核代码解压缩 arch\i386\kernel\Head.S 初始化页表 初始化idt表（全部用默认表项） 针对CPU类型初始化各寄存器 初始化gdt、ldt 调用start_kernel()启动内核 初始化第二阶段初始化第二阶段实际内核初始化的开始 是较高层次的初始化，用C语言代码 start_kernel()第三阶段的初始化第三阶段的初始化0号进程0号进程0号进程的处理器上的空转进程，所以有几个处理器就有几个0号进程 0号进程都不在进程的家族队列中，也不在就绪进程的队列中，不参与进程的调度 1号进程只有一个，是所有进程的祖宗，从这个进程的开始的所有进程都参与调度 内核源代码的获取 内核源代码的获取 内核获取途径 Linux内核官方网站http://www.kernel.org 国内镜像 安装内核源码 GNU zip（gzip）格式内核解压命令 $tar xvzf linux-x.y.z.tar.gz bzip2格式解压命令 $tar xvjf linux-x.y.z.tar.bz2 解压后内核源码位于linux-x.y.z目录下 内核源码一般安装在/usr/src/linux目录下 内核源码目录结构内核源码目录结构/usr/src/linux arch ： 核心源代码所支持的硬件体系结构相关的核心代码。如对于X86平台就是x86。 include ： 核心的大多数include文件。另外对于每种支持的体系结构分别有一个子目录。 init ： 核心启动代码。 mm ： 内存管理代码。与具体硬件体系结构相关的内存管理代码位于arch/*/mm目录下，如对应于X86的就是arch/x86/mm/fault.c 。 drivers ： 设备驱动都位于此目录中。它又进一步划分成几类设备驱动，每一种也有对应的子目录，如声卡的驱动对应于drivers/sound。 ipc ： 核心的进程间通讯代码。nullnullmodules ： 包含已建好可动态加载的模块。 fs Linux： 支持的文件系统代码。不同的文件系统有不同的子目录对应，如ext2文件系统对应的就是ext2子目录。 kernel ： 主要核心代码。同时与处理器结构相关代码都放在arch/*/kernel目录下。 net ： 核心的网络部分代码。里面的每个子目录对应于网络的一个方面。 lib ： 核心的库代码。与处理器结构相关库代码被放在arch/*/lib/目录下。 scripts： 用于配置核心的脚本文件。 Documentation ：一些文档，起参考作用。内核中使用的C语言(GNU C)内核中使用的C语言(GNU C)内核的主体是以GNU的C语言编写的，GNU对C语言本身在ANSI C的基础上作了不少扩充 内核开发者使用的C语言涵盖了ISO C99标准和GNU C扩展特性 参考网站 http://www.faqs.org/docs/learnc/ http://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-4.0.0/gcc/C-Extensions.html#C-ExtensionsLinux内核中的汇编语言代码 Linux内核中的汇编语言代码 为什么使用汇编语言？ C语言没有对应的硬件操作语言，如inb，outb等 C语言没有对应的CPU特殊指令，如开关中断、寄存器操作等 提高时间效率，如系统调用的陷入或返回 提高空间效率，如系统第一扇区的引导程序 Linux源代码中汇编语言的使用形式 完全汇编代码 嵌在C语言程序的汇编片断 几个用于引导的Intel格式的汇编语言程序 Linux使用的编译器是GNU的gcc，所以源代码的汇编大多是AT&T格式的GNU汇编语言，与Intel格式有所的区别。