第+2+章+Linux系统的启动ppt课件.ppt

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1、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。2.1操作系统的启动一般来说，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

2、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。2.1.1系统引导过程简介系统启动过程主要由以下几个步骤组成(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

3、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。(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

4、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。2.1.2硬盘结构1.硬盘参数当硬盘的容量还非常小的时候，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(Dis

5、kGeometry)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。2.基本INT13H调用简介BIOSint13H调用是BIOS提供的磁盘基本输入输出中断调用，它可以完成磁盘(

6、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)。3.现代硬盘结构简介在老式硬盘中，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

7、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。4.扩展INT13H虽然现代硬盘都已经采用了线性寻址，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(如活动硬盘)的支持。2.1.3引导扇区1.BootSector的组