linux 内核启动分析

  • /arch 架构相关

    • /arch/arm/boot/zImage 编译出的内核镜像

    • /arch/arm/boot/dts 设备树

  • /block 块设备相关

  • /crypto 各种加密算法

  • /Documentation 各种文档

  • /driver 驱动

  • /firmware 有些外设或模块需要

  • /fs 文件系统相关

  • /include 头文件

  • /init 初始化相关

  • /ipc 进程间通信

  • /kernel 内核相关

  • /lib 库

  • /mm 内存管理相关算法、机制实现

  • /net 网络协议

  • /sample 简单的示例代码

  • /script 各种脚本

  • /security 安全相关

  • /sound 音频相关的，包含驱动

  • /usr

  • /virt 虚拟化相关

  • Kconfig menuconfig 用到的

  • Makefile 顶层的

  • vmlinux

做嵌入式 linux 开发，关注 boot 里的东西。还有参考现成驱动 driver 里的东西。老的 uboot 用 uImage 镜像。

启动流程

内核链接脚本 arch/arm/kernel/vmlinux.lds 里，可以找到 ENTRY(stext) 指定了内核入口，这个标识符定义在 arch/arm/kernel/head.S 中。

linux 内核启动之前的要求

  • 关闭 MMU

  • 关闭 D-Cache

  • I-Cache

  • 需要准备的参数

    • r0 = 0

    • r1 = machine nr (机器ID)

    • r2 = atage 或者是 设备树的地址

最终调用定义在 init/main.c 里的 start_kernel() 函数来启动内核，这个函数调用了相当多的东西，最后调用了 rest_init() 函数，此函数会调用 kernel_thread(kernel_init, NULL, CLONE_FS); 创建 init 内核进程，此进程 PID 为 1。

init 进程一开始为内核进程，此进程会在后面根文件系统中查找名为 init 的程序，此程序处于用户态，通过运行此程序，init进程从内核态转到用户态。

之后还会创建 kthread 内核进程，PID 为 2 ，负责所有内核进程的调度和管理。

kernel_thread 中传入的第一个参数便是进程入口，此函数也定义 init/main.c 中。此进程中，首先看看有没有 Uboot 传入要执行的 init 的地址参数。如果没有的话，后面尝试去找 /sbin/init /etc/init /bin/init /sbin/sh 启动起来。如果什么东西都没有，那就 kernel panic 了。

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