嵌入式 uboot引导kernel,kernel引导fs
1、uboot引导kernel: u-boot中有个bootm命令,它可以引导内存中的应用程序映像(Kernel),bootm命令对应 common/cmd_bootm.c中的do_bootm()函数,此函数实现下面几个功能: 1)读flash中的内核映像文件 2)解压内核 3)校验内核 4)跳到内核执行(调用do_bootm_linux()函数)
{
1、Stage1 start.S代码结构 u-boot的stage1代码通常放在start.S文件中,他用汇编语言写成,其主要代码部分如下
(1) 定义入口。:
该工作通过修改连接器脚本来完成。
(2)设置异常向量(Exception Vector)。
(3)设置CPU的速度、时钟频率及终端控制寄存器。
(4)初始化内存控制器。
(5)将ROM中的程序复制到RAM中。
(6)初始化堆栈。
(7)转到RAM中执行,该工作可使用指令ldr pc来完成。
2、Stage2 C语言代码部分 lib_arm/board.c中的start arm boot是C语言开始的函数也是整个启动代码中C语言的主函数,同时还是整个u-boot(armboot)的主函数,该函数只要完成如下操作:
(1)调用一系列的初始化函数。
(2)初始化Flash设备。
(3)初始化系统内存分配函数。
(4)如果目标系统拥有NAND设备,则初始化NAND设备。
(5)如果目标系统有显示设备,则初始化该类设备。
(6)初始化相关网络设备,填写IP、MAC地址等。
(7)进去命令循环(即整个boot的工作循环),接受用户从串口输入的命令,然后进行相应的工作。
}
2、kernel引导fs:
1)获得可运行的Linux内核 2)内核装载时的内存空间映射 3)内核启始相关文件分析 4)arch/i386/boot/bootsect.S 5)arch/i386/boot/setup.S 6)arch/i386/boot/compressed/head.S 7)arch/i386/kernel/head.S 8)start_kernel
{
在start_kernel()函数中:
输出Linux版本信息(printk(_banner))
设置与体系结构相关的环境(setup_arch())
页表结构初始化(paging_init())
使用"arch/alpha/kernel/entry.S"中的入口点设置系统自陷入口(trap_init())
使用alpha_mv结构和entry.S入口初始化系统IRQ(init_IRQ())
核心进程调度器初始化(包括初始化几个缺省的Bottom-half,sched_init())
时间、定时器初始化(包括读取CMOS时钟、估测主频、初始化定时器中断等,time_init())
提取并分析核心启动参数(从环境变量中读取参数,设置相应标志位等待处理,(parse_options())
控制台初始化(为输出信息而先于PCI初始化,console_init())
剖析器数据结构初始化(prof_buffer和prof_len变量)
核心Cache初始化(描述Cache信息的Cache,kmem_cache_init())
延迟校准(获得时钟jiffies与CPU主频ticks的延迟,calibrate_delay())
内存初始化(设置内存上下界和页表项初始值,mem_init())
创建和设置内部及通用cache("slab_cache",kmem_cache_sizes_init())
创建uid taskcount SLAB cache("uid_cache",uidcache_init())
创建文件cache("files_cache",filescache_init())
创建目录cache("dentry_cache",dcache_init())
创建与虚存相关的cache("vm_area_struct","mm_struct",vma_init())
块设备读写缓冲区初始化(同时创建"buffer_head"cache用户加速访问,buffer_init())
创建页cache(内存页hash表初始化,page_cache_init())
创建信号队列cache("signal_queue",signals_init())
初始化内存inode表(inode_init())
创建内存文件描述符表("filp_cache",file_table_init())
检查体系结构漏洞(对于alpha,此函数为空,check_bugs())
SMP机器其余CPU(除当前引导CPU)初始化(对于没有配置SMP的内核,此函数为空,smp_init())
启动init过程(run_init_process() 创建第一个核心线程,调用init()函数,原执行序列调用cpu_idle() 等待调度,init())
至此start_kernel()结束,基本的核心环境已经建立起来了。
} 9)第一个内核线程 - kernel_init
三、start_kernel函数流程:
asmlinkage void __init start_kernel(void) { char * command_line; extern const struct kernel_param __start___param[], __stop___param[]; smp_setup_processor_id();//首先判断是否是SMP (对称多处理器)对单核SOC来说,mpidr = 0; /* * Need to run as early as possible, to initialize the * lockdep hash: */ lockdep_init(); //只初始化该哈希表一次 debug_objects_early_init(); /* * Set up the the initial canary ASAP: */ boot_init_stack_canary();//stack_canary的是带防止栈溢出攻击保护的堆栈 /** * cgroup_init_early - cgroup initialization at system boot * * Initialize cgroups at system boot, and initialize any * subsystems that request early init. */ cgroup_init_early(); local_irq_disable(); early_boot_irqs_disabled = true; /* * Interrupts are still disabled. Do necessary setups, then * enable them */ //初始化time ticket,时钟 tick_init(); //用以启动的CPU进行初始化。也就是初始化CPU0 boot_cpu_init(); //初始化页面 page_address_init(); printk(KERN_NOTICE "%s", linux_banner); //CPU架构相关的初始化 setup_arch(&command_line); //初始化内存管理 mm_init_owner(&init_mm, &init_task); mm_init_cpumask(&init_mm); //处理启动命令行 setup_command_line(command_line); //可能多余的初始化可能去判断cpu的最大支持个数 setup_nr_cpu_ids(); //为每个CPU开辟一块区域? setup_per_cpu_areas(); //准备boot_cpu.如果是SMP环境,则设置boot CPU的一些数据。在引导过程中使用的CPU称为boot CPU smp_prepare_boot_cpu(); /* arch-specific boot-cpu hooks */ //Linux将所有物理内存分为三个区,ZONE_DMA, ZONE_NORMAM, ZONE_HIGHMEM build_all_zonelists(NULL); //初始化page allocation相关结构 page_alloc_init(); printk(KERN_NOTICE "Kernel command line: %s\n", boot_command_line); //解 析启动参数 parse_early_param(); parse_args("Booting kernel", static_command_line, __start___param, __stop___param - __start___param, &unknown_bootoption); /* * These use large bootmem allocations and must precede * kmem_cache_init() */ setup_log_buf(0); //初始化process ID hash表 pidhash_init(); //文件系统caches预初始化 vfs_caches_init_early(); //初始化exception table sort_main_extable(); //初始化trap,用以处理错误执行代码 trap_init(); //初始化内存管理 mm_init(); /* * Set up the scheduler prior starting any interrupts (such as the * timer interrupt). Full topology setup happens at smp_init() * time - but meanwhile we still have a functioning scheduler. */ //进程调度初始化 sched_init(); /* * Disable preemption - early bootup scheduling is extremely * fragile until we cpu_idle() for the first time. */ // 后当前进程将不能被强抢占 preempt_disable(); /*判断中断是否关闭,若打开则关闭中断*/ if (!irqs_disabled()) { printk(KERN_WARNING "start_kernel(): bug: interrupts were " "enabled *very* early, fixing it\n"); local_irq_disable(); } idr_init_cache(); perf_event_init(); //Read_Copy_Update机制初始 /*初始化互斥机制*/ rcu_init(); radix_tree_init(); /*中断向量的初始化*/ /* init some links before init_ISA_irqs() */ early_irq_init(); //初始化中断 init_IRQ(); prio_tree_init(); /*初始化定时器*/ init_timers(); // 初始化高精时钟 hrtimers_init(); // 初始化软中断 softirq_init(); // 初始化时钟源 timekeeping_init(); /*初始化系统时钟*/ time_init(); /* 对内核的profile(一个内核性能调式工具)功能进行初始化 */ profile_init(); call_function_init();//??? if (!irqs_disabled()) printk(KERN_CRIT "start_kernel(): bug: interrupts were " "enabled early\n"); early_boot_irqs_disabled = false; /*打开IRQ中断*/ local_irq_enable(); /* Interrupts are enabled now so all GFP allocations are safe. */ gfp_allowed_mask = __GFP_BITS_MASK; //初始化CPU Cache kmem_cache_init_late(); /* * HACK ALERT! This is early. We're enabling the console before * we've done PCI setups etc, and console_init() must be aware of * this. But we do want output early, in case something goes wrong. */ //初始化console console_init(); if (panic_later) panic(panic_later, panic_param); lockdep_info(); /* * Need to run this when irqs are enabled, because it wants * to self-test [hard/soft]-irqs on/off lock inversion bugs * too: */ //自测试锁 locking_selftest(); #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD if (initrd_start && !initrd_below_start_ok && page_to_pfn(virt_to_page((void *)initrd_start)) < min_low_pfn) { printk(KERN_CRIT "initrd overwritten (0x%08lx < 0x%08lx) - " "disabling it.\n", page_to_pfn(virt_to_page((void *)initrd_start)), min_low_pfn); initrd_start = 0; } #endif //页面初始 page_cgroup_init(); //页面分配debug启用 enable_debug_pagealloc(); debug_objects_mem_init(); //memory leak 侦测初始化 kmemleak_init(); //设置每个CPU的页面集合 setup_per_cpu_pageset(); numa_policy_init(); if (late_time_init) late_time_init(); //初始化调度时钟 sched_clock_init(); /*校验延时函数的精确度*/ calibrate_delay(); /*进程号位图初始化,一般用一个page来只是所有的进程PID占用情况*/ pidmap_init(); //anonymous page?什么意思? anon_vma_init(); #ifdef CONFIG_X86 if (efi_enabled) efi_enter_virtual_mode(); #endif //初始化thread info thread_info_cache_init(); //credential cred_init(); //初始化fork fork_init(totalram_pages); //初始化/proc的cache? proc_caches_init(); buffer_init(); key_init(); security_init(); dbg_late_init(); //文件系统cache初始化 vfs_caches_init(totalram_pages); signals_init(); /* rootfs populating might need page-writeback */ page_writeback_init(); #ifdef CONFIG_PROC_FS proc_root_init();//本文件系统?? #endif cgroup_init(); cpuset_init(); taskstats_init_early(); delayacct_init(); check_bugs(); acpi_early_init(); /* before LAPIC and SMP init */ //simple firmware interface sfi_init_late(); ftrace_init(); /* Do the rest non-__init'ed, we're now alive */ rest_init(); }RFID管理系统集成商 RFID中间件 条码系统中间层 物联网软件集成