一张图秒懂嵌入式系统的启动流程

一图胜千言！看图：

上图是嵌入式系统启动流程图，图中红色的数字圆点表示启动的先后顺序。主要分为 4 个阶段，分别是：第一阶段 bootloader，第二阶段uboot，第三阶段内核启动，第四阶段 app 启动。

第一：bootloader阶段

主要完成第一阶段系统的引导和初始化工作，包括序号1~3。

系统上电后，首先是cpu开始工作，此时引导程序（通常是汇编代码）从ROM被加载到RAM 中，对 cpu 的寄存器进行初始化，启动核 0，如果是核1或者其他核则处于休眠状态，等待核 0 在内核启动正常后通过中断或者事件将其唤醒（图中10的位置）。

接下来就是完成 flash 和 ddr 初始化，为后面从 flash 加载 bin 文件，在 DDR 中运行程序提供基本环境，一般情况下都是从flash为0的位置，将flash中的bootloader 镜像文件加载到 RAM 或 DDR 中，该引导程序最终将uboot从flash 复制到 DDR 中，然后交接给 uboot 进行下一步处理。

第二：uboot 阶段

首先对 dram，flash，串口进行检查，保障 uboot 的运行环境是 ok 的，同时为 linux分配内存空间；接下来初始化网络配置，包括mac地址的设置、通信端口的工作模式设置，可以让用户通过网络加载程序；最后将linux从flash中复制到内存中。

linux 镜像文件中包含内核、文件系统和设备管理树 (FDT) 三个基本组件，uboot 会根据设备管理树定义的信息进行检查，然后依次加载到内存中 。包括序号4~5，这个阶段最后将 linux 加载后，就可以交接给内核进行操作。

第三：内核启动阶段

主要负责创建进程、绑定进程、划分内存、唤醒核1、加载文件系统等基本工作，包括序号6~13。

首先，会生成一个初始进程init0，后续创建的所有进程都是从该进程中产生，该进程还负责对内存和虚拟内存进行划分。

然后 vfork 出一个主核进程，绑定到核 0 上，接下来由 cpu 主核（核0）唤醒其他的核，从 init 进程 vfork 出副核进程，并将该进程绑定到核1上。

最后是基于设备管理树完成对系统中其他设备的初始化。

第四：app启动阶段

这一阶段主要对各类 app 应用进行初始化，如文中以通信设备为例，此处主要完成对转发芯片的初始化，会涉及一些基础转发表项的初始配置，端口和各种通信总线的初始化。

接下来会初始化中间件，中间件是作为应用程序和操作系统之间的桥梁，向下屏蔽操作系统的差异，向上为应用程序提供平台化的技术支持；最后就是各种应用程序的初始化了，包括各种特性的初始化，心跳信息，单板信息，版本信息等等。

日常工作中，最容易出问题的地方其实都是在 app 的启动阶段，这部分才是最应该做一个详尽的图出来，后续笔者有了具体的项目案例后将会补充该图例。