【linux】linux启动流程

欢迎转载，转载时请保留作者信息，谢谢。

邮箱：tangzhongp@163.com

博客园地址：http://www.cnblogs.com/embedded-tzp

Csdn博客地址：http://blog.csdn.net/xiayulewa

  

墨迹这么久，总算开始内核源代码分析了。

阶段1

阶段1大部分为汇编, 以程序启动到执行到start_kernel函数为第一阶段。 大概流程如下：

  

  

变量与文件的对应关系。

THUMB: src\arch\arm\include\asm\unified.h

head.S的很多定义在src\arch\arm\kernel\head-common.S

struct proc_info_list ：src\arch\arm\include\asm\procinfo.h

PROC_INFO_SZ ： build\include\generated\asm-offsets.h:

proc.info.init ： src\arch\arm\mm\proc-arm920.S

PAGE_OFFSET：src\arch\arm\include\asm\memory.h = CONFIG_PAGE_OFFSET = 0xC0000000

  

寻找入口

首先从从程序入口处开始分析，linux内核下文件多不胜数，那么从哪里开始找到程序入口地址呢？

        mov r0, #1 @ 假设在地址20

__lookup_processor_type_data: .long     @ 假设在地址24

如上，adr是将当前PC值加一个偏移，得到目标地址，假如程序运行到上述第一条语句时：PC = 16, 因为 __lookup_processor_type_data与其相差8个字节的偏移，所以得到r3 = PC + 8 = 24; 而因为此时程序是运行的，PC代表的就是物理地址，所以adr获取的也就是物理地址了(严格来说这是不对的，因为PC是预取的，但是为了说明问题，不考虑预取功能，不然越说越复杂了)

  

linux mmu未开启时是如何将虚拟地址转换为物理地址的

此处对linux的adr计算真实物理地址讨论下，挺有意思的。Arm本来有三种地址，而此时未开启mmu，有MVA = VA(虚拟地址) = PA(物理地址).

要讨论这，就不得不提下内存模型。内存有两个基本属性，地址 + 内容。

围绕地址+内容，衍生了很多东西。包括c中的函数名，经汇编后对应的是汇编语言中的标号，即函数名是地址，这就是为什么存在函数指针一说， 如下表：

编译链接后各变量有其固定的地址，即虚拟地址，运行时变量也有自己的地址，两变量不一定一致。见下图，图中的地址是假定的，实际不一定如此：

  

上图两个内存里的内容必然是一致的，唯一的差别就在于地址。当运行到

mcr p15, 0, r0, c7, c7 @ invalidate I,D caches on v4

mcr p15, 0, r0, c7, c10, 4 @ drain write buffer on v4

#ifdef CONFIG_MMU

mcr p15, 0, r0, c8, c7 @ invalidate I,D TLBs on v4

#endif

adr r5, arm920_crval

ldmia r5, {r5, r6}

mrc p15, 0, r0, c1, c0 @ get control register v4

bic r0, r0, r5

orr r0, r0, r6

mov pc, lr

.size __arm920_setup, . - __arm920_setup

综上： ARM(add pc, r10,#PROCINFO_INITFUNC):是 执行函数 __arm920_setup， 该函数是对mmu作一些初始化。

__create_page_tables：虚拟地址映射页表是如何创建的

此处省略，在文章【linux】mm内存管理 http://blog.csdn.net/xiayulewa/article/details/45193741 有关于mmu比较详细的分析。

进入阶段2：

 

阶段2

 

src\init\main.c: asmlinkage void __init start_kernel(void)

start_kernel: 第二阶段启动入口，开始熟悉的c语言之旅。  

src\include\linux\init.h： __init

第二阶段内容太多，不在这里具体写，后面结合具体例子再说，比如说明sysfs文件系统时，会有

/sys目录建立: start_kernel→rest_init→kernel_init→kernel_init_freeable→do_basic_setup→ driver_init的流程说明。

从start_kernel到 shell的流程：start_kernel→rest_init→kernel_init→run_init_process