在用户能登录shell前，操作系统的初始化函数main做了什么？

• 相关文件：init/main.c

首先在main函数中，内核进行了各方面的硬件初始化工作，包括陷阱门、块设备、字符设备和tty，还包括人工设置第一个任务（task 0）。待所有初始化工作完成后，程序就设置中断允许标志以开启中断，并切换到任务0中运行。到此时，可以说内核已基本完成所有设置工作。接下来内核会通过任务0创建几个最初的任务，运行shell程序并显示命令行提示符，从而Linux系统进入正常运行阶段。

init进程主要完成4件事：

1. 安装根文件系统

   代码首先调用系统调用setup()，用来收集硬盘设备分区表信息并安装根文件系统。

2. 显示系统信息

   打开一个终端设备tty0并复制其文件描述符以产生标准输入stdin、标准输出stdout和错误输出stderr设备，随后利用这些描述符在终端上显示一些系统信息。

3. 执行资源配置文件rc

   接着init()又新建了一个进程（进程2），内核以非交互形式执行/bin/sh程序，执行配置文件etc/rc中设置的命令。

4. 执行登录shell程序

   在一个无限循环中，为用户建立一个新的会话，并运行用户登录shell程序/bin/sh。

细节

move_to_user_mode的分析

• 相关文件：include/asm/system.h

函数move_to_user_mode()是用于内核在初始化结束时人工切换（移动）到初始进程（任务0）去执行，即从特权级0代码转移到特权级3的代码中去运行。

通过调用门、中断门或陷阱门，CPU允许低级别（特权级3）的代码来调用或转移到高级别（特权级0）的代码中运行，但反之则不允许。因此，所使用的方法是模拟中断调用返回过程，即利用IRET指令来实现特权级的变更和堆栈的切换，从而把CPU执行控制流移动到初始任务0的环境中运行。

/* 利用iret指令实现从内核模式移到用户模式去执行初始任务0 */
#define move_to_user_mode()						\
__asm__ (										\
    "movl %%esp,%%eax\n\t"                      \
    "pushl $0x17\n\t"      /* 将堆栈段选择符SS入栈 */       \
    "pushl %%eax\n\t"      /* 将堆栈指针esp入栈 */	        \
    "pushfl\n\t"           /* 将标志寄存器eflags入栈 */     \
    "pushl $0x0f\n\t"      /* 将Task0代码段选择符cs入栈 */	\
    "pushl $1f\n\t"        /* 将下标1地址入栈 */			\
    "iret\n"			   /* 执行中断返回指令，跳转到下标1处 */	\
"1:\tmovl $0x17,%%eax\n\t" /* 初始化段寄存器指向本局部表的数据段 */	 \
    "mov %%ax,%%ds\n\t"	    	                \
    "mov %%ax,%%es\n\t"							\
    "mov %%ax,%%fs\n\t"							\
    "mov %%ax,%%gs"								\
    :::"ax")