ARM Linux内核启动过程详解

"本文档详细分析了ARM Linux的启动过程，特别关注了在AT91SAM9260EK开发板上使用的Linux内核版本2.6.21。文档内容包括了压缩与非压缩内核映像的生成步骤，以及它们在启动过程中的作用。" ARM Linux启动过程分析主要涉及以下几个核心知识点： 1. **内核映像类型**： - **非压缩内核映像**：由`makeImage`命令生成，首先将内核模块编译、链接成`vmlinux`文件，然后通过`arm-linux-objcopy`将其转换为二进制格式的`Image`文件，这是一个可以直接执行的ELF格式映像。 - **压缩内核映像**：由`makezImage`命令生成，首先使用`gzip`压缩`Image`文件得到`piggy.gz`，然后在`arch/arm/boot/compressed/`目录下，结合`piggy.s`, `head.S`和`vmlinux-lds`编译链接生成ELF格式的`vmlinux`，最后同样通过`arm-linux-objcopy`转为二进制的`zImage`。压缩内核映像在加载时会先解压再执行。 2. **启动流程**： - **引导加载器**：通常，启动流程始于引导加载器（如U-Boot），它负责加载内核映像到内存中，并传递必要的参数。 - **解压过程**：如果是压缩内核映象，引导加载器会执行解压代码，解压`zImage`中的`piggy.gz`部分，解压后的非压缩内核映象被放置在适当的内存位置。 3. **内核初始化**： - 解压完成后，内核开始执行初始化代码，包括硬件初始化、内存管理、设备驱动初始化等。 - 接着，内核会执行设备树（Device Tree）解析，以理解系统硬件结构。 4. **内核启动参数**： - 引导加载器在加载内核时，可以传递诸如内存大小、设备节点信息等参数。 5. **系统调用和用户空间启动**： - 内核初始化完毕后，会启动第一个用户进程，通常是init进程，它是系统的起点，负责启动其他用户服务和守护进程。 6. **文件系统挂载**： - init进程会挂载根文件系统，这可能是RAMDisk、NFS或其它类型的文件系统。 7. **系统运行**： - 随着文件系统的挂载和初始化脚本的执行，系统逐渐进入稳定运行状态，开始提供服务。 ARM Linux的启动过程涉及编译、压缩、解压等多个步骤，同时涵盖了硬件初始化、内核启动、用户空间启动等多个阶段，这一过程的每个环节都是确保系统正常运行的关键。