Linux内核启动解析：zImage自解压流程（Linux-3.0 ARMv7）

"这篇文章主要分析了Linux内核启动过程中zImage自解压的过程，特别是针对Linux-3.0版本在ARMv7架构上的实现。" 在Linux系统中，内核的启动过程是一个复杂且关键的环节。在本篇文章中，我们将深入探讨zImage自解压的机制，它是Linux内核在早期启动阶段的一个压缩映像形式。当CPU通过bootloader加载zImage到内存后，zImage首先执行的是解压自身并加载真正的内核映像到适当的位置。 zImage实际上包含了两部分：压缩的内核映像（Image文件）和解压代码。在编译时，Image文件被生成于`arch/$(ARCH)/boot/`目录下，通常是二进制格式。而zImage则将这个Image文件作为数据段嵌入其中，其自身的任务是将这个数据解压到预定的内存地址，并跳转到解压后的内核映像继续执行。 zImage的入口点由`arch/arm/boot/compressed/vmlinux.lds`文件定义，通常设置为`_start`。这个入口点的代码位于`arch/arm/boot/compressed/head.S`文件中，这是分析内核自解压过程的起点。在这个阶段，解压代码会逐步执行，完成解压任务。 在解压过程中，MMU（Memory Management Unit）的配置至关重要。对于ARMv7架构，理解MMU的工作原理是非常必要的，这通常需要参考ARMv7架构的手册和相关的中文教程。解压代码会涉及到内存映射、页面表的创建以及权限控制等，确保内核映像能够正确无误地在内存中展开。 这个过程涉及到多个步骤，包括但不限于： 1. 初始化堆栈和寄存器状态。 2. 验证解压区和目标区的内存布局是否正确。 3. 使用特定的解压算法（如LZMA或gzip）来解压内核映像。 4. 将解压后的内核映像复制到预定的内存位置。 5. 设置页表和其他MMU相关结构，以便内核映像可以被正确执行。 6. 修改程序计数器，跳转到解压后内核映像的入口点，通常为`_stext`或`_start_kernel`。 整个自解压过程完成后，内核将继续初始化其余的硬件，加载设备驱动，设置中断处理，最终进入用户空间并启动init进程，从而完成系统的完全启动。 zImage自解压是Linux内核启动过程中的一个重要环节，它涉及到处理器架构、内存管理、压缩算法等多个领域的知识。理解这一过程对于系统级编程、内核开发和故障排查具有重要意义。