Linux加载:构建系统核心的卓越技术(linuxload)

Linux加载是构建Linux系统核心的关键技术。它主要负责从硬盘,网络或者其他存储介质到内存中加载内核镜像,然后启动和运行Linux系统核心。它为一个完整的系统提供了稳固的基础,既是用户在内核代码层之前与操作系统的唯一的接触点,也是操作系统管理程序之前的唯一的管理点。

在近年来, Linux加载技术取得了重大突破,大大地改善了内核加载和运行的效率。 Linux加载使用GCC编译器生成静态ELF格式核心镜像,加载到内存中。另外,对于不断增长和变化的系统功能,Linux加载同样支持加载模块(Linux Kernal Modules),通过动态编译和连接来改变系统核心的功能和特性,为系统提供更加灵活的支持。

根据分析,Linux加载的步骤大致如下:

1.初始化real mode的CPU。

2.启动BIOS,识别硬件、检测存储介质,并将引导加载程序放入内存中。

3.从存储介质中加载grub(GRand Unified Bootloader),让用户从指定分区中加载内核镜像文件,并进行控制台配置。

4.分析内核镜像文件,在特殊分区(0x80)中加载内核代码和模块,将其随机连接,构建核心镜像并加载到内存中。

5.重定位和钩子函数检查,检查核心镜像中的功能是否可用,若不可用则停止加载,否则继续进行。

6.核心和系统初始化,驱动程序等加载,Linux系统命令行环境准备就绪。

7.完成系统引导过程,启动服务。

// elf loader
int elf_loader(const char *file_name)
{
FILE *fp = fopen(file_name, "rb"); /* open elf binary file */
if (fp == NULL) {
return -1;
}
/* read ELF Header */
Elf32_Ehdr *ehdr = (Elf32_Ehdr *)malloc(sizeof(Elf32_Ehdr));
fread(ehdr, sizeof(Elf32_Ehdr), 1, fp);

/* read Program Header Table */
Elf32_Phdr *phdr_table = (Elf32_Phdr *)malloc(
ehdr->e_phentsize * ehdr->e_phnum);
fseek(fp, ehdr->e_phoff, SEEK_SET);
fread(phdr_table, ehdr->e_phentsize, ehdr->e_phnum, fp);

/* load */
int i;
for (i = 0; i e_phnum; i++) {
Elf32_Phdr phdr = phdr_table[i];
if (phdr.p_type == PT_LOAD) {
char *dest = (char *)malloc(phdr.p_memsz);
fseek(fp, phdr.p_offset, SEEK_SET);
fread(dest, phdr.p_filesz, 1, fp);
/* 把内容拷贝到用户态 */
memcpy((void *)phdr.p_vaddr, dest, phdr.p_memsz);
free(dest);
}
}

free(ehdr);
free(phdr_table);
fclose(fp);
return 0;
}

以上就是Linux加载技术的全部内容,它为Linux系统核心提供了稳定和可靠的基础,是操作系统灵活运行和优化的重要前提。Linux加载技术不仅极大地增强了系统的加载和运行效率,还提高了操作系统与硬件的兼容性,为用户提供了更多的便利。


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