系統初始化階段：Linux啟動過程中的最後一步詳解

系統初始化階段是作業系統啟動過程中的最後一個階段，也是作業系統真正開始運作的階段。在Linux系統中，系統初始化階段包含了載入核心、初始化核心、啟動第一個使用者空間進程等過程。本文將詳細解釋Linux系統初始化階段的具體步驟，並附上相關程式碼範例。

1. 載入核心
   系統初始化階段的第一步是載入核心。在引導程式（Boot Loader）的作用下，將核心檔案（通常是位於/boot目錄下的vmlinuz檔案）載入到記憶體中，並設定好核心的入口位址。

在Boot Loader設定檔（如GRUB設定檔）中，會指定核心檔案的路徑和傳遞給核心的啟動參數。核心載入完成後，控制權就會交給核心。

# 示例GRUB配置文件
title Linux
root (hd0,0)
kernel /boot/vmlinuz root=/dev/sda1

2. 初始化核心
   核心載入完成後，系統會執行核心初始化的過程。在這個階段，核心會進行一系列的操作，包括初始化核心資料結構、啟用硬體設備、建立記憶體映射等。

核心會透過呼叫start_kernel()函數來初始化各個子系統，設定中斷向量表、初始化調度器、載入驅動程式等。

// 示例内核初始化代码片段
void start_kernel(void)
{
    /* 初始化内核数据结构 */
    setup_arch();
    
    /* 启用硬件设备 */
    setup_hardware();
    
    /* 建立内存映射 */
    setup_memory();
    
    /* 初始化进程调度器 */
    sched_init();
    
    /* 加载驱动程序 */
    driver_init();
    
    /* ... */
}

3. 啟動第一個使用者空間進程
   在核心初始化完成之後，系統會啟動第一個使用者空間進程，通常是init進程。 init進程是使用者空間的第一個進程，負責初始化系統環境、啟動其他使用者空間進程等。

在Linux系統中，init進程是由/sbin/init可執行檔來實現的，它會讀取設定檔（通常是/etc/inittab）來啟動系統服務，並維護系統運作等級。

// 示例init进程的简单实现
int main() {
    read_inittab();
    start_services();
    
    // 等待系统关闭信号
    while(1) {
        if (received_shutdown_signal()) {
            shutdown_system();
        }
    }
    return 0;
}

透過上述三個步驟，系統完成了初始化階段，成功啟動並進入使用者空間。在實際運作中，Linux系統的啟動過程還涉及更多複雜的內容，例如裝置管理、檔案系統掛載等。系統初始化階段的順利進行是系統正常運作的基礎，對於瞭解作業系統運作機制和故障排查都具有重要意義。

以上是系統初始化階段：Linux啟動過程中的最後一步詳解的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！