Linux启动流程详解：从bootloader到内核

"1linux启动流程分析.pdf - 分析Linux启动流程，包括bootloader启动内核的过程和内核启动地址的确定" Linux操作系统启动流程是一个复杂而有序的过程，它涉及多个阶段，从硬件初始化到用户空间服务的运行。在这个分析中，我们将重点关注两个关键环节：由bootloader启动内核的过程以及内核启动地址的确定。 首先，Linux内核通常是由bootloader（如GRUB或U-Boot）引导加载的。在启动过程中，bootloader会进行一些基本的硬件初始化工作，如设置内存管理、时钟和中断处理。然后，它将内核映像和可能存在的ramdisk（如果配置了）加载到RAM中。在2.4.19这个内核版本中，bootloader会将特定的参数传递给内核，这些参数包括： 1. 寄存器r0：通常设置为0。 2. 寄存器r1：包含机器类型ID，标识硬件平台。 3. 寄存器r2：指向启动参数列表在RAM中的起始地址。 bootloader通过调用内核入口点，将控制权转交给内核。这个入口点的地址（KERNEL_RAM_BASE）是在RAM中内核映像的开始位置。bootloader会传递参数并调用内核的C语言入口点，如下所示： ```c void(*startkernel)(int zero, int arch, unsigned int params_addr) = (void(*)(int, int, unsigned int))KERNEL_RAM_BASE; startkernel(0, ARCH_NUMBER, (unsigned int)kernel_params_start); ``` 这里，`startkernel`函数接受这些参数，并标志着内核执行的开始。 接下来，我们讨论内核启动地址的确定。这个过程在内核的链接脚本（Linker Script）中定义，对于ARM架构，这个脚本通常是`vmlinux.lds`。这个脚本的生成是在`kernel/arch/arm/Makefile`中完成的，依赖于不同的编译选项，可能会生成不同的源文件，如`vmlinux-armv.lds.in`、`vmlinux-armo.lds.in`或`vmlinux-armv-xip.lds.in`。链接脚本负责决定内核在RAM中的布局，包括代码、数据、BSS等段的位置。 一旦内核开始执行，它会进行自我初始化，包括CPU状态的设置、设备驱动的初始化、系统调用表的设置等。接着，会进入初始化脚本`init/main.c`，这里会继续进行系统环境的设置，如文件系统挂载、网络配置等，直到最终启动用户空间的第一个进程（通常是init进程）。 Linux启动流程是一个深度定制和高度优化的过程，涉及硬件、固件、bootloader和内核等多个层次的交互。理解这个过程对于系统调试、内核开发以及优化系统的启动性能都至关重要。