boot.txt

一份精简的linux内核源代码

bootsect.s   :磁盘引导程序
head.s       :32位运行启动代码程序
将内核代码段和数据段都设置为16MB
setup.s      :获取BIOS中参数

此3个文件将内核从块设备加载到内存；探测系统配置参数；为进入32位保护模式做准备
linux中创建新进程使用fork()系统调用，所有进程都是通过复制进程0而得到的。
引导程序把内核从磁盘上加载到内存中，并让系统进入保护模式下运行后，就开始执行系统初始化程序init/main.c。该程序首先确定如何分配使用物理内存；然后调用内核各个部分的初始化函数分别对内存管理、中断处理、块设备和字符设备、进程管理及硬盘和软盘硬件进行初始化处理。完成上述操作后，系统的各部分已经处于可运行状态。此后程序把自己“手工”移动到任务0中运行，并使用fork()调用首次创建出进程1。在进程1中程序将继续进行应用环境的初始化并执行shell登录程序。而原进程0则会在系统空闲时被调度执行，此时任务0仅执行pause()系统调用，并有会调用调度函数。
“移动到任务0中执行”这个过程由宏move_to_user_mode(include/asm/system.h)完成。它将main.c程序的执行流从内核态移动到了用户态的任务0中继续运行。
内核初始化代码也即是任务0的代码（main.c也是任务0的代码）。只是开始时，运行在任务0的内核态，而宏move_to_user_mode将任务0转回了用户态。
CPU允许低级的代码（用户态）通过中断、门、陷阱门来调用或转入高级的代码（内核态，系统调用），反之则不然。
一般流程：用户态程序通过中断进入内核态，完成调用后再返回用户程序。而linux初始化时，任务0一开始就处于内核态，通过模拟iret中断返回指令来进入用户态（思想：手动的在堆栈中构筑中断返回指令所需要的内容，如把返回地址的段选择符设为任务0的段选择符）。

bootsect.s和setup.s是实模式下运行的16位代码，head.s在保护模式下运行。

开机时的总体流程：
linux系统启动时的主要流程：当pc的电源打开后，80x86结构的cpu将自动进入实模式，并自动从地址0xffff0处开始执行程序（该位置为rom bios中的地址，即开始执行bios程序）。首先bios将进行系统检测，并在物理地址0处初始化中断向量，此后，将引导扇区（bootsect.s）读入内存0x7c00处，并跳转到这个地方开始执行。
bootsect.s的主要流程：把自己移到到0x90000处，并把启动扇区后2kb字节（setup.s）读入内存0x90200处，然后识别主机的某些特性(通过rom bios中的中断调用来获得（其idt位于0x0000处，大小为1kb），故一开始不能将bootsect直接加载到0x0000处)，随后在屏幕上显示“loading system...”，随后内核的其它部分（system模块）则被读入到0x10000处，随后确定根文件系统设备号，此后bootsect.s将控制权交给setup.s。
setup.s主要流程：利用ROM BIOS中断读取系统参数并将其覆盖掉bootsect。然口将整个系统（system模块，head.s在该模块的开始处）从0x10000移动到0x0000处（覆盖了原来系统初始化时设置的中断向量表），然后加载中断描述符表寄存器（idtr）和全局段描述符表寄存器（gdtr），开启A20的地址线，重新设置两个8259A芯片，将硬件中断号重新设置为0x20--0x2f。最后设置cpu的CR0寄存器，进入保护模式，并跳转至head.s（即0x0000处）。
head.s的主要流程：首先加载各个数据段寄存器，重新设置idt表，共256项，并使各表项均指向一个只报错的哑中断子程序ignore_int，随后重新设置gdt表（其实就是将原表移到适当的位置），接着检测A20地址线是否开启，接着检测PC中是否含有数学协处理器，接着打开分页机制（页目录及4页页表，存于物理地址0开始处，即覆盖了head.s），并设置它们的表项，最终调用main（利用返回指令将堆栈中预先放置的main.c的入口地址弹出）。

仅在内存中加载上述模块还不能使linux运行起来，还需要一个文件系统，即根文件系统（在bootsect.s的43行处定义了根文件系统的默认块设备号）