Linux启动深度剖析：引导、内核与文件系统初始化

Linux系统的启动过程可以分为几个关键阶段，从引导过程到文件系统挂载和应用程序执行。本文将着重讨论这三个阶段： **引导过程**： 引导过程首先由bootloader启动，例如U-Boot，其源码可以在提供的GitHub仓库中找到：[my-boot](https://github.com/luowei1995/my-boot.git)。在这个阶段，主要使用汇编语言编写，如`arch/arm/kernel/head.s` 和 `head-common.s`。启动过程包括确认内核架构、识别硬件类型、配置内存管理单元(MMU)、初始化页面表、禁用缓存、设置栈指针等基本操作。接着，内核会调用`start_kernel()`函数，进行进一步的初始化。 **内核启动过程**： 采用C语言编写的内核启动流程主要包括两个阶段。第一阶段着重于硬件和体系结构相关的设置，如CPUID保存、机器类型ID设置，以及调用`start_kernel()`。第二阶段则涉及操作系统核心初始化，如控制台设置、初始化内核服务和进程，其中`init/main.c`中的`start_kernel()`函数承担这一角色。 **文件系统启动过程**： 内核启动时，默认采用`noinitrd root=/dev/mtdblock3 init=/linuxrc console=ttySAC0`命令行参数。一旦文件系统挂载，执行的首先是`/linuxrc`链接到的`/bin/busybox`。`busybox`的源码显示，它会执行`/etc/init.d/rcS`，这是第一个初始化脚本。`rcS`脚本（如友善之臂提供的`rootfs_qtopia_qt4/etc/init.d/rcS`）在加载时设置了机器名称为" FriendlyARM"。 接着，脚本会挂载虚拟文件系统`/proc`和`/sys`，并临时在`/dev`目录下挂载一个ramfs，以模拟SDRAM。这对于正确创建设备节点文件至关重要。通过`mdev-s`工具，rcS脚本在`/dev`目录下建立必要的设备节点。此外，rcS还设置内核的hotplug handler为`mdev`，以便在设备插入或移除时自动处理。 Linux系统的启动过程是一个复杂而有序的过程，从低级的硬件引导到高级的文件系统管理和初始化服务，每个阶段都是为了确保系统的稳定运行和功能完备。理解这些步骤有助于深入掌握Linux系统的内部运作机制。