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();
}
上一篇:iOS UIImage UIImageView 展示图片 不变形 处理


下一篇:DFMZ-开发过程中遇到的错误-01