Linux系统移植：Kernel 启动流程

Linux系统移植：Kernel 启动流程
linux 内核代码启动首先看他的链接脚本 vmlinux.lds 文件，文件如下：

指明了一个函数实体入口：stext 函数，位置 arch/arm/kernel/head.S 中

函数入口上有段注释

规定了执行函数前要关闭 MMU、关闭 D-cache、r0=0、r1=machine nr(也就是机器 ID)、r2=atags 或者设备树(dtb)首地址（r1、r2是函数传入的参数）

函数先进行一些判断和转换，确定模式在 BE8 以及使用 Thumb 指令

然后借助 safe_svcmode_maskall 宏， 屏蔽 IRQ、FIQ中断，切换到 SVC 模式；将 r9 中保存的原来的 CPSR 的值保存到 SPSR 中

safe_svcmode_maskall r9
1
然后读取处理器 ID，ID 值保存在 r9 寄存器

调用函数__lookup_processor_type 检查当前系统是否支持此 CPU，如果支持的就获取 procinfo 信息到 r5

Linux 内核将每种处理器都抽象为一个 proc_info_list 结构体，每种处理器都对应一个procinfo，因此通过处理器 ID 来找到对应的 procinfo 结构

后面几个宏定义，根据定义执行不同功能，跳过这些不看

121 行，调用函数__vet_atags 验证 atags 或设备树(dtb)的合法性

然后调用 __create_page_tables 创建页表，将函数 __mmap_switched 的地址保存到 r13 寄存器中

最后调用 __enable_mmu 函 数使能 MMU，__enable_mmu 通过调用 __turn_mmu_on 来打开 MMU，然后__turn_mmu_on 在最后会执行 r13 里面保存的__mmap_switched 函数，__mmap_switched 最终调用 start_kernel 来启动 Linux 内核

start_kernel 函数定义在文件 init/main.c 中，该函数通过调用众多的子函数来完成 Linux 启动之前的一些初始化工作，这里子函数非常多，不具体展开了，这些函数会设置栈大小，初始化堆栈，配置一些架构相关代码，完成一些内核的初始化，一切准备完成后调用 rest_init 函数

rest_init 函数定义在文件 init/main.c 中

先调用函数 rcu_scheduler_starting，启动 RCU 锁调度器

然后调用函数 kernel_thread 创建 kernel_init 进程，init 进程一开始是内核进程(也就是运行在内核态)，后面 init 进程会在根文件系统中查找名为“init”这个程序，这个“init”程序处于用户态，通过运行这个“init”程 序，init 进程就会实现从内核态到用户态的转变

之后调用函数 kernel_thread 创建 kthreadd 内核进程，此内核进程的 PID 为 2，kthreadd 进程负责所有内核进程的调度和管理

最后调用函数 cpu_startup_entry 来进入 idle 进程，cpu_startup_entry 会调用 cpu_idle_loop，cpu_idle_loop 是个 while 循环，也就是 idle 进程代码，idle 进程类似于 RTOS 里面的空闲任务，idle 进程并没有使用函数进行创建，而是由主进程演变而来的

在 Linux中断下输入 ps -A 可以看到 init 进程和 ktthreadd 进程

systemd 是 init 进程

init 进程用很重要，该进程内初始化一些内容，根据 ramdisk_execute_command 和 execute_command 的参数，在根文件系统中找到一个可运行的 init 程序，如果都为空，那么就执行 “/sbin/init”、“/etc/init”、“/bin/init”和“/bin/sh”这四个备用 init 程序，如果这四个也没有执行，那完蛋，系统启动失败，除此之外 init 进程内也会调用 do_basic_setup 函数用于完成 Linux 下设备驱动初始化工作，完成 Linux 下驱动模型子系统的初始化，同时打开设备“/dev/console”，作为系统的标准输入和输出，实现命令行交互，以及调用函数 prepare_namespace 来挂载根文件系统，所以 do_basic_setup 这个函数对 init 进程来说很重要！
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最后

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