arm linux内核启动

ARM Linux内核启动详解

一、引导加载程序阶段（Bootloader）

初始化硬件

RAM初始化：设置SDRAM控制器，确保系统有足够的内存可供后续操作。

串口初始化：用于输出启动信息，方便调试。

处理器检测：识别CPU类型和架构，为内核启动做准备。

设置启动参数

传递参数：将启动参数（如内存大小、设备树等）存储在特定内存地址，供内核使用。

拷贝内核到RAM

解压内核：如果内核是压缩的，Bootloader会先解压内核。

拷贝内核：将内核镜像从Flash或其他存储介质拷贝到RAM中，提高执行速度。

跳转到内核入口

跳转指令：通过跳转指令（如call_linux）将控制权交给内核，开始内核启动过程。

二、内核启动阶段

1. 内核入口（arch/arm/kernel/vmlinux.lds.S）

入口点：内核从vmlinux.lds.S定义的入口点开始执行，通常是解压后的地址（如0x00008000）。

参数校验与初始化

参数校验：检查Bootloader传递的启动参数是否有效。

页表初始化：创建初始页表，为MMU（内存管理单元）做准备。

MMU初始化

开启MMU：配置并启用MMU，实现虚拟内存管理。

内存映射：设置内核空间和用户空间的内存映射。

4. 调用start_kernel函数

进入C代码：跳转到start_kernel函数，开始内核的主要初始化工作。

三、内核初始化阶段

`start_kernel`函数

初始化内存：设置内存管理、页缓存等。

初始化中断：配置中断向量表，启用中断。

初始化时钟：设置系统时钟和定时器。

创建init进程

调用rest_init：创建系统的init进程（PID为1），作为所有用户进程的父进程。

挂载根文件系统

挂载根文件系统：挂载根文件系统（如ext4、YAFFS等），为后续系统启动提供支持。

进入空闲状态

调用cpu_idle：使系统进入闲置状态，等待用户程序的执行。

四、启动流程归纳

五、相关问题与解答

问题1：Bootloader在ARM Linux启动中的作用是什么？

解答：

Bootloader是系统上电后运行的第一段程序，主要负责硬件初始化（如RAM、串口、处理器检测）、设置启动参数、将Linux内核拷贝到RAM中，并跳转到内核的第一条指令处执行，它是连接硬件和Linux内核的桥梁，确保内核能够正确启动。

问题2：为什么需要将内核拷贝到RAM中执行？

解答：

将内核拷贝到RAM中执行的原因包括：

1、提高执行速度：RAM的读写速度远快于Flash等存储介质，直接从RAM执行内核可以加快启动速度。

2、便于修改：内核在RAM中运行时，可以动态修改其内容，而不会影响存储介质中的原始镜像。

3、避免存储介质限制：某些存储介质（如NAND Flash）在运行时可能无法直接执行代码，需要先加载到RAM中。

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