[深入探讨Linux内核的主函数执行流程]

Linux笔记 2024-08-11 15:54:39

Linux内核的主函数start_kernel()，在编译时会被链接器巧妙地插入到内核映像的特定位置，通常是从物理地址0x10000开始的地方，作为内核的入口点。这个函数没有返回值（void类型），且不接受任何参数（void类型参数列表），但它却承载着初始化整个内核的重任。执行流程可以概括为以下几...

在Linux操作系统的浩瀚世界中，内核作为其核心部分，扮演着至关重要的角色。它不仅负责管理系统资源、调度进程，还提供了文件系统等基础服务。而这一切的起点，便是Linux内核的主函数——start_kernel()。本文将带您深入剖析这一关键函数的执行流程，揭示Linux内核启动的奥秘。

Linux内核的主函数start_kernel()，在编译时会被链接器巧妙地插入到内核映像的特定位置，通常是从物理地址0x10000开始的地方，作为内核的入口点。这个函数没有返回值（void类型），且不接受任何参数（void类型参数列表），但它却承载着初始化整个内核的重任。

执行流程可以概括为以下几个关键阶段：

初始化堆栈：在进入start_kernel()之前，内核已经为每个CPU创建了堆栈。主函数首先会初始化堆栈指针，确保它们指向正确的位置，为后续的初始化工作奠定基础。
初始化页表：页表是内存管理的核心数据结构，用于将虚拟地址映射到物理地址。start_kernel()会初始化页表，确保内核能够正确地访问物理内存。
初始化中断描述符表（IDT）和全局描述符表（GDT）：IDT用于存储中断处理程序的入口地址，而GDT则定义了内存段的属性。这两个表的初始化对于内核正确处理硬件中断和内存管理至关重要。
初始化控制寄存器：控制寄存器用于控制CPU的运行模式和指令集，start_kernel()会对其进行初始化，确保内核能在不同的运行模式下正确执行指令。
启动内核子系统：随后，主函数会启动各种内核子系统，如进程调度器、内存管理器、文件系统等。这些子系统在后续的执行过程中被频繁调用，以完成各种复杂的任务。
进入idle线程：当所有子系统都启动完成后，start_kernel()会进入一个名为idle的线程。这是一个简单的无限循环，不断检查是否有进程需要被调度。如果没有进程需要调度，CPU将进入空闲状态，以节省能源。