ARM架构下Linux内核启动详解

"本文主要介绍了在ARM架构上Linux内核的工作原理及其启动流程，由博创科技提供的嵌入式开发相关知识。文章提及了Linux 2.4.x内核的目录结构，并强调了理解内核源码的挑战，以及uC(Linux)内核对GNU C编译器的依赖。此外，还提到了GNU C的一些特定扩充，如inline和const关键字的使用，以及结构体初始化的方法。" 在ARM平台上运行的Linux内核是一个复杂的系统，它负责管理硬件资源，提供服务给用户空间的应用程序。Linux 2.4.x内核的目录结构展示了一个模块化的体系，其中包括了针对不同架构（如ARM、alpha、m68k）的特定代码，驱动程序、文件系统、网络协议栈等核心功能。`/arch`目录包含了针对特定处理器架构的代码，`/drivers`包含了各种设备驱动，`/fs`包含文件系统实现，`/net`则是网络相关代码，而`/mm`则关注内存管理。`/init`目录下的代码是内核启动初期执行的部分。 了解Linux内核源码是一项艰巨的任务，因为它包含近万个文件和四百万行代码。内核编程与常规应用程序编程有所不同，采用了一些特定的技巧和习惯。Linux内核主要用GNU C编写，这要求使用GCC进行编译，因为GCC与内核版本紧密关联并共同发展。内核代码中的一些编程特性，如`inline`和`const`，在标准C语言中可能不常见，但通过GNU C的扩展得以实现，如使用`__inline__`和`__asm__`来避免与C的关键字冲突。 在结构体初始化方面，C语言允许在声明结构体时直接为其成员赋值。例如： ```c struct sample { int member_int; char member_char; }; struct sample my_sample = {42, 'A'}; ``` 这样的初始化方式使得在定义结构体实例时可以方便地设定初始值。 Linux内核在ARM上的启动过程一般包括以下步骤： 1. **固件阶段**：由Bootloader（如U-Boot）加载内核映像到内存中。 2. **启动加载器阶段**：Bootloader设置必要的硬件环境，并跳转到内核入口点。 3. **初始化阶段**：内核开始运行，进行基本硬件初始化，如内存管理、时钟设置等。 4. **系统调用表和中断处理初始化**：设置系统调用接口和中断处理函数。 5. **设备驱动初始化**：逐个初始化系统中的设备驱动。 6. **根文件系统挂载**：找到并挂载根文件系统。 7. **用户空间进程启动**：启动第一个用户空间进程通常是初始化进程init。 这些步骤是Linux内核在ARM平台上启动的基本流程，具体实现细节可能会根据内核版本和具体的硬件平台有所不同。通过深入理解和分析内核源码，开发者可以更好地定制和优化内核以适应特定的嵌入式应用需求。