kernel的启动主要分为两个阶段。
1、阶段一
从入口跳转到start_kernel之前的阶段。
对应代码arch/arm/kernel/head.S中stext的实现:
ENTRY(stext)
- 这个阶段主要由汇编语言实现。
- 这个阶段主要负责MMU打开之前的一些操作,以及打开MMU的操作。
- 由于这个阶段MMU还没有打开,并且kernel加载地址和连接地址并一致,所以需要使用位置无关设计。在运行过程中运行地址和加载地址一致(如果不明白的话建议先参考一下《[kernel 启动流程] 前篇——vmlinux.lds分析》)。
(上一篇从uboot到kernel的地方,讲了kernel启动后的几个阶段,停在start_kernel部分)
2、阶段二
start_kernel开始的阶段。
正题-kernel-uboot
Android生在linux内核基础上,linux内核启动的最后一步,一定是启动的android的进程。
然后我们也知道了内核启动分为三个阶段,
- 第一二是运行head.S文件和head-common.S,
- 第三个阶段是允许第二是运行main.c文件。
对于ARM的处理器,内核第一个启动的文件是arc/arm/kernel下面的head.S文件。、
当然arc/arm/boot/compress下面 也有这个文件,这个文件和上面的文件略有不同,当要生成压缩的内核时zImage时, 启动的是后者 ,后者与前者不同的是:它前面的代码是做自解压的,后面的代码都相同。
我们这里这分析arc/arm/kernel下面的head.S文件。当head.S所作的工作完成后它会跳到init/目录下跌的 main.c的start_kernel函数开始执行。
因为我们要研究的是过渡阶段,而不是整个启动流程。(后面会研究的。)这里直接看第三个--start_kernel阶段。
asmlinkage void __init start_kernel(void)
{
…………………….
……………………..
printk(KERN_NOTICE);
printk(linux_banner);
setup_arch(&command_line);
setup_command_line(command_line);
parse_early_param();
parse_args("Booting kernel",static_command_line, __start___param,
__stop___param - __start___param,
&unknown_bootoption);
……………………
…………………………
init_IRQ();
pidhash_init();
init_timers();
hrtimers_init();
softirq_init();
timekeeping_init();
time_init();
profile_init();
…………………………
……………………………
console_init();
………………………………
………………………………
rest_init();
}
从上面可以看出start_kernel首先是打印内核信息,然后对bootloader传进来的一些参数进行处理,再接着执行各种各样的初始化,在这其中会初始化控制台。最后会调用rest_init();
我们再来看 rest_init ()函数
static void noinline __init_refok rest_init(void)
__releases(kernel_lock)
{
int pid;
kernel_thread(kernel_init, NULL, CLONE_FS | CLONE_SIGHAND);
............
}
他启动了kernel_init这个函数,再来看kerne_init函数
static int __init kernel_init(void * unused)
{
..............................
if (!ramdisk_execute_command)
ramdisk_execute_command = "/init";
if (sys_access((const char __user *) ramdisk_execute_command, 0) != 0) {
ramdisk_execute_command = NULL;
prepare_namespace();
}
/*
* Ok, we have completed the initial bootup, and
* we're essentially up and running. Get rid of the
* initmem segments and start the user-mode stuff..
*/
init_post();
return 0;
}
kernel_init先调用了 prepare_namespace() ;然后调用了init_post函数
void __init prepare_namespace(void)
{
..........................
mount_root();
.....................
}
可以看出prepare_namespace调用了mount_root挂接根文件系统。接着kernel_init再执行init_post
static int noinline init_post(void)
{
.......................................
/*打开dev/console控制台,并设置为标准输入、输出*/
if (sys_open((const char __user *) "/dev/console", O_RDWR, 0) < 0)
printk(KERN_WARNING "Warning: unable to open an initial console.n");
(void) sys_dup(0);
(void) sys_dup(0);
if (ramdisk_execute_command) {
run_init_process(ramdisk_execute_command);
printk(KERN_WARNING "Failed to execute %sn",
ramdisk_execute_command);
}
/*
* We try each of these until one succeeds.
*
* The Bourne shell can be used instead of init if we are
* trying to recover a really broken machine.
*/
//如果bootloader指定了init参数,则启动init参数指定的进程
if (execute_command) {
run_init_process(execute_command);
printk(KERN_WARNING "Failed to execute %s. Attempting "
"defaults...n", execute_command);
}
//如果没有指定init参数,则分别带sbin、etc、bin目录下启动init进程
run_init_process("/sbin/init");
run_init_process("/etc/init");
run_init_process("/bin/init");
run_init_process("/bin/sh");
panic("No init found. Try passing init= option to kernel.");
}
注意上面的run_init_process的会等待init进程返回才往后面执行,所有它一旦找到一个init可执行的文件它将一去不复返。
综上,内核启动的过程大致为以下几步:
- 1.检查CPU和机器类型
- 2.进行堆栈、MMU等其他程序运行关键的东西进行初始化
- 3.打印内核信息
- 4.执行各种模块的初始化
- 5.挂接根文件系统
- 6.启动第一个init进程
- 7.android启动
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