Linux启动流程详解：从bootloader到内核初始化

"本文主要分析Linux系统的启动流程，包括bootloader如何启动内核以及内核启动地址的确定过程。" 在Linux系统启动时，整个流程可以分为两个主要阶段：bootloader启动内核和内核自身的初始化。 首先，我们来看bootloader启动内核的过程。Bootloader是操作系统加载前运行的一小段代码，它的主要任务是准备环境，将内核加载到内存，并传递必要的参数给内核。在描述的案例中，分析的是2.4.19内核版本，针对xscale平台。Bootloader通常会将以下三个参数传递给内核： 1. 第一个参数，通常放在寄存器R0中，一般设置为0。 2. 第二个参数，放置在R1中，表示机器类型ID。 3. 第三个参数，存储在R2中，是启动参数列表在RAM的起始地址。 Bootloader还会将可能存在的ramdisk和内核映像复制到RAM中，然后调用C语言形式的入口点启动内核。这个入口点的地址是KERNEL_RAM_BASE，参数包括机器类型号ARCH_NUMBER和参数列表的起始地址kernel_params_start。 一旦bootloader执行完这些操作，控制权就会交给内核。内核的启动地址是在RAM中的特定位置，这个位置的确定涉及到内核的链接脚本。以ARM架构为例，链接脚本`vmlinux.lds`位于`kernel/arch/arm/vmlinux.lds`，但实际的脚本是根据编译选项从如`vmlinux-armv.lds.in`等模板文件生成的。这个过程在`kernel/arch/arm/Makefile`中定义。 链接脚本`vmlinux.lds`对内核的各个部分进行布局，包括初始化代码、数据段、BSS段等，确保内核在加载后能够正确执行。当内核被加载到内存的预定位置后，它会开始执行初始化代码，进行硬件检测、内存分配、驱动程序加载等一系列复杂的初始化工作，直到最终进入用户空间并启动init进程，完成系统的启动。 Linux启动流程的分析涵盖了硬件交互、内存管理、初始化策略等多个方面，理解这一过程对于系统级编程和故障排查具有重要意义。通过深入学习，我们可以更好地优化系统性能，解决启动问题，甚至定制自己的内核。