文档介绍：第2章Linux系统的启动本章从系统的初始化过程介绍对Linux内核源码的分析的一种方法。系统的初始化流程包括:系统引导,实模式下的初始化,保护模式下的初始化共三个部分。和系统的引导过程相关的概念还有单用户模式、运行级别等。对这些概念的正确理解是配置和维护系统的必要条件。,操作系统的引导过程分两个步骤。首先,计算机硬件经过开机自检(PowerOnSelf-Test,POST)之后,从软盘或硬盘的固定位置装载一小段代码,这段代码一般称为“引导装载器”。然后,由引导装载器负责装入并运行操作系统。引导装载器非常小,一般只有几百个字节,而操作系统庞大而复杂。上述分成两阶段的引导过程,可将计算机中的固化软件保持得足够小,同时也便于实现对不同操作系统的引导。(以硬盘启动为例):(1)开机(2)BIOS加电自检(PowerOnSelfTest,POST),内存地址为0ffff:0000(3)将硬盘第一个扇区(0头0道1扇区,也就是BootSector)读入内存地址0000:7c00处。(4)检查(WORD)0000:7dfe是否等于0xaa55,若不等于则转去尝试其他启动介质,如果没有其他启动介质则显示"NoROMBASIC"然后死机。(5)跳转到0000:7c00处执行MBR中的程序。(6)MBR首先将自己复制到0000:0600处,然后继续执行。(7)在主分区表中搜索标志为活动的分区。如果发现没有活动分区或有不止一个活动分区,则停止。3精选课件(8)将活动分区的第一个扇区读入内存地址0000:7c00处。(9)检查(WORD)0000:7dfe是否等于0xaa55,若不等于则显示"MissingOperatingSystem"然后停止,或尝试软盘启动。(10)跳转到0000:7c00处继续执行特定系统的启动程序。(11)启动系统。以上步骤中2,3,4,5步是由BIOS的引导程序完成。6,7,8,9,10步由MBR中的引导程序完成。一般多系统引导程序(如SmartBootManager、BootStar、PQBoot等)都是将标准主引导记录替换成自己的引导程序,在运行系统启动程序之前让用户选择要启动的分区。而某些系统自带的多系统引导程序(如LILO,NTLoader等)则可以将自己的引导程序放在系统所处分区的第一个扇区中,在Linux中即为是两个扇区的SuperBlock。注:以上各步骤中使用的是标准MBR,其他多系统引导程序的引导过程与此不同。,人们采用与软盘类似的结构生产硬盘。硬盘盘片的每一条磁道都具有相同的扇区数。由此产生了所谓的3D参数(DiskGeometry)以及相应的寻址方式。到目前为止,通常还是沿用这种CHS(Cylinder/Head/Sector)来表示硬盘参数。其中:磁头数(Heads)表示硬盘总共有几个磁头,也就是有几面盘片,最大为256(用8个二进制位存储);柱面数(Cylinders)表示硬盘每一面盘片上有几条磁道,最大为1024(用10个二进制位存储);扇区数(Sectorspertrack)表示每一条磁道上有几个扇区,最大为63(用6个二进制位存储)。每个扇区一般是512个字节。,它可以完成磁盘(包括硬盘和软盘)的复位、读写、校验、定位、诊断和格式化等功能。它使用的是CHS寻址方式,因此最大只能访问8GB左右的硬盘(本文中如不作特殊说明,均以1M=1048576字节为单位)。,由于每个磁道的扇区数相等,所以外道的记录密度要远低于内道,因此会浪费很多磁盘空间。为了进一步提高硬盘容量,人们改用等密度结构生产硬盘。也就是说,外圈磁道的扇区比内圈磁道多。采用这种结构后,硬盘不再具有实际的3D参数,寻址方式也改为线性寻址,即以扇区为单位进行寻址。为了与使用3D寻址的老软件兼容(如使用BIOSINT13H接口的软件),在硬盘控制器内部安装了一个地址翻译器,由它负责将老式3D参数翻译成新的线性参数。不同的工作模式(如LBA、LARGE、NORMAL)对应不同的3D参数。,但是由于基本INT13H的制约,使用BIOS的INT13H接口的程序(如DOS等)还只能访问8G以内的硬盘空间。为了打破这一限制,Microsoft等几家公司制定了扩展INT13H标准(ExtendedINT13H),采用线性寻址方式存取硬盘,突破了8G的限制,并还加入了对可拆卸介质(如活动