ARM Linux内核启动解析：从入口到start_kernel

"本文深入分析了ARM Linux内核从入口到start_kernel()函数的代码流程，以Linux 2.6.19内核版本为例，并采用AT91(ARM926EJS)平台进行特定的平台代码分析。文章从启动条件开始，详细阐述了CPU状态、中断、MMU、Cache等硬件配置要求，然后逐步解析内核初始化过程中的关键步骤和宏定义。" 在ARM Linux系统启动时，Bootloader负责将控制权交给内核，此时系统需满足特定条件。CPU应处于超级用户（SVC）模式，中断（IRQ和FIQ）被禁用，MMU关闭，数据Cache关闭，而指令Cache的开启与否则不做强制要求。此外，通用寄存器r0、r1和r2也有特定的初始值，其中r1包含ARM Linux机器类型信息，r2指向kernel parameter list，这是一个由Bootloader传递给内核的设备信息列表。 当这些条件满足后，启动流程进入`start_kernel()`函数。该函数是内核初始化的核心，它主要分为以下几个阶段： 1. **初始化基本数据结构**：包括内存分配器、页表、中断处理等。在这个阶段，内核会设置必要的全局变量，初始化内核堆栈，以及建立基本的内存管理机制。 2. **硬件初始化**：根据平台特性，初始化如定时器、串口、DMA控制器等硬件设备。对于AT91平台，可能涉及到特定的外设驱动初始化。 3. **进程管理**：创建并初始化第一个进程——swapper进程，这是内核自身的进程表示。 4. **设备树解析**：如果使用设备树（Device Tree）进行设备配置，内核会解析设备树 blob，为后续设备驱动的加载准备。 5. **驱动程序加载**：根据设备树信息或静态编入内核的驱动，加载和初始化相应的设备驱动，使硬件设备能够被操作系统控制。 6. **文件系统挂载**：初始化VFS（虚拟文件系统），挂载根文件系统，使得内核可以访问文件系统。 7. **系统服务初始化**：包括网络子系统、调度器、信号处理、时间管理等核心系统服务的初始化。 8. **用户空间启动**：最后，通过执行`sys_call_table`中的`do_execve`系统调用来启动用户空间的第一个进程，通常是/sbin/init或者/init，从而开始用户态应用程序的执行。 在这些过程中，还会涉及一些关键的宏定义，如`asmlinkage`用于标记函数不使用堆栈传递参数，`__init`用于指示代码仅在初始化阶段使用，便于内核裁剪。理解这些宏和函数的交互，有助于深入掌握内核启动的逻辑。 从入口到`start_kernel()`的分析揭示了内核如何从零开始构建操作系统环境，如何与硬件交互，以及如何准备运行用户空间程序的基础。这个过程涉及硬件、软件、内存管理和系统服务等多个层面，是理解整个Linux系统运作的关键。