Linux内核启动：压缩内核加载流程解析

"本文将详细解析Linux内核的启动过程，重点关注压缩内核加载方式，同时概述特定体系结构设置和Linux系统初始化的关键步骤。" 在Linux操作系统中，内核启动是一个至关重要的环节，它标志着系统从硬件层面转向软件层面的控制。Bootloader完成基本的系统初始化任务后，会将控制权传递给Linux内核。对于Linux内核的启动，有两种常见的方法：Flash本地运行方式和压缩内核加载方式。 1. 压缩内核加载方式 这是Linux内核启动的常见方式，内核被压缩并存储在Flash中。启动时，Bootloader会加载一个解压程序，该程序将压缩的内核映像读入内存并解压，然后执行。解压后的入口点通常是`arch/arm/boot/compressed/head.S`。这种方式虽然复杂，但因为内存访问速度快，所以启动速度较快。 2. Flash本地运行方式 内核未经压缩，直接在Flash中运行，入口点通常是`arch/arm/kernel/head_armv.S`。不过，此方法不在本文的详细讨论范围内。 接下来，我们深入探讨压缩内核的启动流程： - **特定体系结构设置** 这个阶段由汇编语言文件`head-armv.s`处理，它是Bootloader将控制权交给内核后运行的第一个程序。`head-armv.s`会进行以下操作： - 配置系统寄存器以适应硬件环境； - 初始化ROM、RAM和总线控制寄存器，确保系统运行的基础条件； - 设置堆栈指针，为后续程序执行准备； - 清零bss段，即未初始化的数据区； - 修改程序计数器（pc），跳转到`start_kernel`函数，开始Linux系统的初始化。 - **Linux系统初始化** `start_kernel`函数在`init/main.c`中定义，是Linux系统初始化的核心。这个函数负责： - 处理器结构初始化，如设置CPU状态和特性； - 中断系统的初始化，确保中断处理机制可用； - 进程管理相关的初始化，如创建第一个初始化进程（init进程）； - 内存管理初始化，包括内存区域的探测、分配和管理策略的设定。 在`start_kernel`函数中，还有许多其他的初始化工作，如设备驱动的初始化、网络子系统的初始化等。这些子系统的初始化通常在`sys_initcall`或更晚的初始化调用中进行，确保在核心服务稳定后才进行。 Linux内核启动是一个复杂的多阶段过程，涉及到硬件平台的适配、系统的初始化以及关键服务的设置。理解这一过程对于系统级开发者和故障排查人员来说至关重要，因为它能帮助他们更好地理解和调试系统行为。