10.3 Ladowanie systemu

• pobiera rozmiar pamieci
• ustawia tempo powtorzen znakow z klawiatury na maksymalne
• sprawdza sterownik karty video oraz jego parametry, pozwala uzytnikowi wybrac tryb grafiki(jesli ustawione jesttak by uzytkownik mial taka mozliwosc)
• pobiera dane o hd0, hd1 (sprawdza czy hd1 w ogole jest)

head.S

• Kopiuje parametry na ubocze; pierwsze 2kB ze strony empty_zero_page jako parametry bootowania, nastepne 2kB jako commandline.
• Sprawdza czy ma do czynienia z procesorem 386, 486, a moze z Pentium(586).
• Laduje od nowa segmenty rejestrowe, po zmianie gdt.
• Laduje od nowa wskaznik stosu.
• Laduje stos procesora.

start_kernel()

• void setup_arch(&command_line, &memory_start, &memory_end)
  Zrodla tej funkcji znajduja sie w /arch/i386/kernel/setup.c
  
  Funkcja ta inicjalizuje obsluge procesow w czesci zaleznej od architektury sprzetu. Jesli ustawiona jest flaga CONFIG_MAX_16M ogranicza maksymalny rozmiar pamieci do 16MB. Poza tym uaktualnia command_line ktora bedzie wykorzystana potem przez funkcje parse_option(command_line).
  
  
• unsigned long paging_init(memory_start,memory_end)
  Zrodla tej funkcji znajduja sie w /arch/i386/mm/init.c
  
  Odpowiada za przygotowanie do rozpoczecia pracy page table - tablice stron. Poza tym odmapowuje strone o wirtualnym adresie 0. Specjalna strona o adresie fizycznym 0 nie jest angazowana przez Linuxa, od czasu jej uzywania przez BIOS. Dodatkowo tutaj tworzona i przechowywana jest tablica konfiguracyjna MP(od ang. multi procesor) gdy uzywamy sprzetu z wieloma procesorami.
  
  
• void trap_init(void)
  Zrodla tej funkcji znajduja sie w /arch/i386/kernel/traps.c
  
  Ustawia wychwytywanie sprzetowych przerwan i bledow:
  
  set_call_gate(&default_ldt, lcall7);
  set_trap_gate(0, &divide_error);
  set_trap_gate(1, &debug);
  set_trap_gate(2, &nmi);
  set_system_gate(3, &int3);
  set_system_gate(4, &overflow);
  set_system_gate(5, &bounds);
  set_trap_gate(6, &invalid_op);
  set_trap_gate(7, &device_not_available);
  set_trap_gate(8, &double_fault);
  set_trap_gate(9, &coprocessor_segment_overrun);
  set_trap_gate(10, &invalid_TSS);
  set_trap_gate(11, &segment_not_present);
  set_trap_gate(12, &stack_segment);
  set_trap_gate(13, &general_protection);
  set_trap_gate(14, &page_fault);
  set_trap_gate(15, &reserved);
  set_trap_gate(16, &coprocessor_error);
  set_trap_gate(17, &alignment_check);
  for (i=18;i<48;i++) set_trap_gate(i, &reserved);
  set_system_gate(0x80, &system_call);
  
  
• void init_IRQ(void)
  Zrodla tej funkcji znajduja sie w/arch/i386/kernel/irq.c
  
  Inicjalizuje rozne standardowe procedury obslugi przerwan systemu Linux.
  
  
• void sched_init(void)
  Zrodla tej funkcji znajduja sie w /kernel/sched.c
  
  Inicjalizuje "pierwotne" planowanie takie jak sleep_on, wake_up; poza tym numeruje proste funkcje systemowe.
  
  
• void time_init(void)
  Zrodla tej funkcji znajduja sie w arch/i386/kernel/time.c
  
  Pobiera aktualny czas z CMOS-a wywolujac funkcje get_cmos_time(), ktora zwraca czas w postaci dlugiej liczby calkowitej (unsigned long) powstajacej tak :
  ((((unsigned long)(year/4 - year/100 + year/400 + 367*mon/12+ day)+
  + year*365 - 719499)*24 + hour)*60 + min)*60 + sec
  dzieki czemu mozna "latwo" zinterpretowac moment w czasie w jakim zaczal dzialac system.
  
  
• static void parse_options(char *line)
  Zrodla tej funkcji znajduja sie w init/main.c
  
  Na poczatku sprawdza czy w *line jest napis "root=" wtedy definuje nazwy i numery urzadzen:
  

   	static struct dev_name_struct {
  		const char *name;
  		const int num;
  	} devices[] = {
  		{ "nfs",     0x00ff },
  		{ "hda",     0x0300 },
  		{ "hdb",     0x0340 },
  		{ "hdc",     0x1600 },
  		{ "hdd",     0x1640 },
  		{ "sda",     0x0800 },
  		{ "sdb",     0x0810 },
  		{ "sdc",     0x0820 },
  		{ "sdd",     0x0830 },
  		{ "sde",     0x0840 },
  		{ "fd",      0x0200 },
  		{ "xda",     0x0d00 },
  		{ "xdb",     0x0d40 },
  		{ "ram",     0x0100 },
  		{ "scd",     0x0b00 },
  		{ "mcd",     0x1700 },
  		{ "cdu535",  0x1800 },
  		{ "aztcd",   0x1d00 },
  		{ "cm206cd", 0x2000 },
  		{ "gscd",    0x1000 },
  		{ "sbpcd",   0x1900 },
  		{ "sonycd",  0x1800 },
  		{ NULL, 0 }
  	};
  

  
  Potem sprawdza i parsuje parametry dla jadra. Nastepnie szuka (jesli sa) zmiennych srodowiskowych i ich opcji. Podczas tego procesu moga byc inicjalizowane flagi systemowe dla uzytkownikow.
  
  
• void init_modules(void)
  Zrodla tej funkcji znajduja sie w /kernel/module.c
  
  Inicjalizuje moduly w Linuxie, wspierajace obsluge stosow, tablice znakow zdefiniowane w tych modulach oraz przedefiniowywuje znaki dla strumieni.
  
  
• long console_init(long kmem_start,long kmem_end)
  Zrodla tej funkcji znajduja sie w /drivers/char/tty.io.c
  
  Ustawia sterownik konsoli, dzieki czemu w dalszej sekwencji bootujacej moze informowac o problemach. Inicjalizuje przerwanie konsoli.
  
  
• void sti(void)
  Zrodla tej funkcji znajduja sie w /.....
  
  Wlacza obsluge przerwan.
  
  
• void calibrate_delay(void)
  Zrodla tej funkcji znajduja sie w /init/main.c
  
  Binarnie aproksymuje loop_per_sec tak by dostac taka wartosc : ile razy w ciagu sekundy wykonuje sie taka petla while(ticks=jiffies); ostatecznie reguluje ilosc okrazen na sekunde, zaokragla wynik i drukuje na ekranie.
  
  
• void mem_init(unsigned long start_mem, unsigned long end_mem)
  Zrodla tej funkcji znajduja sie w /arch/i386/mm/init.c
  
  Inicjalizuje pamiec pomiedzy start_mem, a end_mem. W zmiennej start_low_mem trzyma wielkosc strony. Sprawdza cala pamiec rozpoczynajac od start_low_memory w dolnej pamieci i markuje wszystkie strony jako dostepne. Potem wypisuje na ekranie procentowy udzial (jako 100 - wszystkie strony) wolnych stron, stron zawierajacych kod, dane jadra oraz stron zarezerwowanych.
  
  
• void buffer_init(void)
  Zrodla tej funkcji znajduja sie w /fs/buffer.c
  
  Ustawia rozmiar tablicy haszujacej na 4MB, 16MB, lub 997 zaleznie od wartosci zmiennej high_memory. Zwraca wskaznik na liste haszujaca zainicjalizowany na zero.
  
  
• void sock_init(void)
  Zrodla tej funkcji znajduja sie w /net/socket.c
  
  Funkcja uruchamiana automatycznie, niezaleznie od konfiguracji. Inicjalizuje caly adres rodziny, moduly protokolow. Jesli siec nie jest skonfigurowana, uruchomi funkcje dev_init().
  
  
• void ipc_init (void)
  Zrodla tej funkcji znajduja sie w /linux/ipc/util_init.c
  
  Inicjalizuje komunikacje miedzyprocesowa tzn. semafory, komunikaty, pamiec dzielona.
  
  

Init w main.c

Koniec

• zmiany w systemie plikow(zasmiecanie, pojawianie sie nie znanych plikow, nie dzialajace programy)
• utrate danych (Linux wykorzystujac bufory, nie zapisuje danych natychmiast)
• inne problemy (np przy pracy w trybie wielouzytnikowym,zniszczenie procesow i danych innych uzytkownikow)

Bibliografia

1. Pliki zrodlowe Linuxa
   • init/main.c
   • bootsect.S
   • setup.S
   • head.S
2. Linux Kernel Hackers' Guide
3. Inne zrodla

Pytania i odpowiedzi