[原创]Linux arm 启动c语言部分详解第四讲
Linux arm 启动c语言部分详解第四讲（from setup_per_cpu_areas();）
Written by leeming
上面的setup_arch花了我们大量的篇幅，现在我们要继续往前推进了。
注：黑色为主线，蓝色为函数的一级展开，红色是注意重要的地方。
//因为我们没有定义CONFIG_SMP，所以这两个函数都为空
setup_per_cpu_areas();
smp_prepare_boot_cpu();
/*
* 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.
*/
//和进程初始化有关的函数，进程是任何操作系统的一个大点，因此这部分内容还是很多的，我这次主要是讲解c语言的启动，所以这部分暂时会比较浅的涉及，以后有机会也详细谈到
sched_init();
{
runqueue_t *rq;
int i, j, k;
for_each_cpu(i) {
prio_array_t *array;
//获取每个cpu的运行队列结构体runqurere_t
rq = cpu_rq(i);
spin_lock_init(&rq->lock);
rq->nr_running = 0;//该队列中可运行的进程数
//prio_array_t *active, *expired, arrays[2];
rq->active = rq->arrays;
rq->expired = rq->arrays + 1;
rq->best_expired_prio = MAX_PRIO;
/*此处删除了smp 的内容*/
atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
//初始化active和expired队列位图，将优先队列中的0-(MAX_PRIO-1)清0
//将MAX_PRIO对应的置1
for (j = 0; j
array = rq->arrays + j;
for (k = 0; k
INIT_LIST_HEAD(array->queue + k);
__clear_bit(k, array->bitmap);
}
// delimiter for bitsearch
__set_bit(MAX_PRIO, array->bitmap);
}
}
/*
* The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
*/
atomic_inc(&init_mm.mm_count);
//啥都没做
enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
/*
* Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
* called from this thread, however somewhere below it might be,
* but because we are the idle thread, we just pick up running again
* when this runqueue becomes "idle".
*/
//初始化当前进程，也就是idle进程
init_idle(current, smp_processor_id());
}
/*
* Disable preemption - early bootup scheduling is extremely
* fragile until we cpu_idle() for the first time.
*/
//禁止抢占，原因如上
preempt_disable();
build_all_zonelists();
//处理器热插拔时的失控函数，类似变频时相应的驱动模块做出的反应，显然嵌入式中不可能用到
page_alloc_init();
//打印启动参数，也就是我们再setup_arch中获得的参数，这里只是打印，对参数的分析就在printk下面
printk(KERN_NOTICE "Kernel command line: %s\n", saved_command_line);
//再次分析参数，之前在setup_arch里面也做了一次，但那次只是得到我们的内存信息
parse_early_param();
parse_args("Booting kernel", command_line, __start___param,
__stop___param - __start___param,
&unknown_bootoption);
sort_main_extable();
//将中断向量表所在的区域(链接的时候的位置不可能是0xffff0000)的内容搬运至0xffff0000;将中断处理部分的代码搬运至0xffff0200处。
trap_init();
rcu_init();
init_IRQ();
{
struct irqdesc *desc;
int irq;
#ifdef CONFIG_SMP
bad_irq_desc.affinity = CPU_MASK_ALL;
bad_irq_desc.cpu = smp_processor_id();
#endif
//NR_IRQS在我们的4020中定义为32个中断，arm本身最多支持128个
for (irq = 0, desc = irq_desc; irq
//将这些中断初始化为bad_irq_desc
*desc = bad_irq_desc;
INIT_LIST_HEAD(&desc->pend);
}
//init_arch_irq是一个全局的函数指针，它初始化的时候是一个空函数
//但是在setup_arch中把它指向了我们4020的函数，init_arch_irq = mdesc->init_irq;
//也就是在arch/arm/mach-sep4020/irq.c中的sep4020_init_irq,这里重新对我们所有的中断进行初始化
init_arch_irq();
}
pidhash_init();
init_timers();
{
//这个函数就是timers_nb这个结构体的call函数
timer_cpu_notify(&timers_nb, (unsigned long)CPU_UP_PREPARE,
(void *)(long)smp_processor_id());
//这个是用的机制和cpufreq的机制是一样的，通过notifier_chain_register(&cpu_chain, nb)注册的；
//只不过这里的链是cpu_chain,而cpufreq是其他的链
register_cpu_notifier(&timers_nb);
//设置软中断行动函数描述结构变量softirq_vec[=1](系统定时器)的设置
//也就是设置timer定时器到期之后的处理函数
open_softirq(TIMER_SOFTIRQ, run_timer_softirq, NULL);
}
//其中函数hrtimers_init() 和高精度时钟相关
hrtimers_init();
//和init_timers最后部分是softirq类似，只不过在那里是初始化=1的时候；
//在softirq_init中是初始化=6, =0的情况,对于整个软中断来说有以下几种情况
/* enum
{
HI_SOFTIRQ=0,
TIMER_SOFTIRQ,
NET_TX_SOFTIRQ,
NET_RX_SOFTIRQ,
BLOCK_SOFTIRQ,
TASKLET_SOFTIRQ
};*/
softirq_init();
//调用arch/arm/kernel/time.c中的time_init;它首先会检查system_timer这个全局结构体的偏移是否为空
//system_timer和我们之前在init_IRQ中提到的init_arch_irq 类似，也是在setup_arch中赋值的
//system_timer = mdesc->timer;所以之前一直强调setup_arch是一个非常重要的函数，和我们处理器的移植紧密相关的
time_init();
至此，虽然start_kernel的函数只分析了一小部分，但是和平台和处理器相关的部分已经基本完毕，相信看完了这几讲，你会清楚的知道对于arch/arm/mach-sep4020中的那些文件为什么要那么写，是不是可以优化（肯定可以），知其然，知其所以然。
详解bootloader的执行流程与ARM Linux启动过程分析 ARM Linux启动过程分析是本文要介绍的内容，嵌入式Linux 的可移植性使得我们可以在各种电子产品上看到它的身影。对于不同体系结构的处理器来说Linux的启动过程也有所不同。 本文以S3C2410 ARM处理器为例，详细分析了系统上电后bootloader的执行流程及ARM Linux的启动过程。 1、引言 Linux 最初是由瑞典赫尔辛基大学的学生Linus Torvalds在1991 年开发出来的，之后在GNU的支持下，Linux 获得了巨大的发展。虽然Linux 在桌面PC 机上的普及程度远不及微软的Windows 操作系统，但它的发展速度之快、用户数量的日益增多，也是微软所不能轻视的。而近些年来Linux 在嵌入式领域的迅猛发展，更是给Linux 注入了新的活力。 一个嵌入式Linux 系统从软件角度看可以分为四个部分：引导加载程序（bootloader），Linux 内核，文件系统，应用程序。 其中bootloader是系统启动或复位以后执行的第一段代码，它主要用来初始化处理器及外设，然后调用Linux 内核。 Linux 内核在完成系统的初始化之后需要挂载某个文件系统做为根文件系统（Root Filesystem）。 根文件系统是Linux 系统的核心组成部分，它可以做为Linux 系统中文件和数据的存储区域，通常它还包括系统配置文件和运行应用软件所需要的库。 应用程序可以说是嵌入式系统的“灵魂”，它所实现的功能通常就是设计该嵌入式系统所要达到的目标。如果没有应用程序的支持，任何硬件上设计精良的嵌入式系统都没有实用意义。 从以上分析我们可以看出bootloader 和Linux 内核在嵌入式系统中的关系和作用。Bootloader在运行过程中虽然具有初始化系统和执行用户输入的命令等作用，但它最根本
linux内核启动+Android系统启动过程详解 第一部分：汇编部分 Linux启动之 linux-rk3288-tchip/kernel/arch/arm/boot/compressed/ head.S分析这段代码是linux boot后执行的第一个程序，完成的主要工作是解压内核，然后跳转到相关执行地址。这部分代码在做驱动开发时不需要改动，但分析其执行流程对是理解android的第一步 开头有一段宏定义这是gnu arm汇编的宏定义。关于GUN 的汇编和其他编译器，在指令语法上有很大差别，具体可查询相关GUN汇编语法了解 另外此段代码必须不能包括重定位部分。因为这时一开始必须要立即运行的。所谓重定位，比如当编译时某个文件用到外部符号是用动态链接库的方式，那么该文件生成的目标文件将包含重定位信息，在加载时需要重定位该符号，否则执行时将因找不到地址而出错 #ifdef DEBUG//开始是调试用，主要是一些打印输出函数，不用关心 #if defined(CONFIG_DEBUG_ICEDCC)
……具体代码略 #endif 宏定义结束之后定义了一个段， .section ".start", #alloc, #execinstr 这个段的段名是 .start，#alloc表示Section contains allocated data, #execinstr表示Section contains executable instructions. 生成最终映像时，这段代码会放在最开头 .align start: .type start,#function /*.type指定start这个符号是函数类型*/ .rept 8 mov r0, r0 //将此命令重复8次，相当于nop，这里是为中断向量保存空间 .endr b 1f .word 0x016f2818 @ Magic numbers to help the loader
linux grub 引导启动过程详解 2008-01-08 17:18 这几天看了很多文档,算是对linux的启动过程有了比较细致的了解. 网上有很多文章谈到这方面的内容,但总觉得没有一篇完全的解析linux启动的 细节,下面是我小弟在学习的过程中总结出来的一些东东.这个是完整的linux启动过程, 不涉及内核,但是我觉得比较详细哦. (由于本人比较懒,这一段是从网上抄的) 机器加电启动后,BIOS开始检测系统参数,如内存的大小,日期和时间,磁盘 设备以及这些磁盘设备用来引导的顺序,通常情况下，BIOS都是被配置成首先检查 软驱或者光驱（或两者都检查），然后再尝试从硬盘引导。如果在这些可移动的设 备中，没有找到可引导的介质，那么BIOS通常是转向第一块硬盘最初的几个扇区， 寻找用于装载操作系统的指令。装载操作系统的这个程序就是boot loader. linux里面的boot loader通常是lilo或者grub,从Red Hat Linux 7.2起，GRUB( GRand Unified Bootloader)取代LILO成为了默认的启动装载程序。那么启动的时候grub是如何被载入的呢 grub有几个重要的文件,stage1,stage2,有的时候需要stage1.5.这些文件一般都 在/boot/grub文件夹下面.grub被载入通常包括以下几个步骤: 1. 装载基本的引导装载程序(stage1),stage1很小,网上说是512字节,但是在我的系统上用du -b /boot/grub/stage1 显示的是1024个字节,不知道是不是grub版本不同的缘故还是我理解有误.stage1通常位于主引导扇区里面,对于硬盘就是MBR了,stage1的主要功能就是装载第二引导程序(stage2).这主要是归结于在主引导扇区中没有足够的空间用于其他东西了,我用的是grub 0.93,stage2文件的大小是107520 bit. 2. 装载第二引导装载程序(stage2),这第二引导装载程序实际上是引出更高级的功能, 以允许用户装载入一个特定的操作系统。在GRUB中，这步是让用户显示一个菜单或是输入命令。由于stage2很大,所以它一般位于文件系统之中(通常是boot所在的根 分区). 上面还提到了stage1.5这个文件,它的作用是什么呢你到/boot/grub目录下看看, fat_stage_1.5 e2fs_stage_1.5 xfs_stage_1.5等等,很容易猜想stage1.5和文件系统 有关系.有时候基本引导装载程序(stage1)不能识别stage2所在的文件系统分区,那么这 时候就需要stage1.5来连接stage1和stage2了.因此对于不同的文件系统就会有不同的stage1.5.但是对于grub 0.93好像stage1.5并不是很重要,因为我试过了,在没有stage1.5 的情况下, 我把stage1安装在软盘的引导扇区内,然后把stage2放在格式化成ext2或者fat格式的软盘内,启动的时候照常引导,并不需要e2fs_stage_1.5或者fat_stage_1.5. 下面是我的试验: #mkfs.ext2 /dev/fd0 #mount -t ext2 /dev/fd0 /mnt/floppy #cd /mnt/floppy #mkdir boot #cd boot #mkdir grub (以上三步可用mkdir -p boot/grub命令完成) #cd grub #cp /boot/grub/{stage1,stage2,grub.conf} ./ #cd; umount /mnt/floppy
Linux启动过程 许多人对Linux的启动过程感到很神秘，因为所有的启动信息都在屏幕上一闪而过。其实Linux的启动过程并不象启动信息所显示的那样复杂，它主要分成两个阶段： 1.启动内核。在这个阶段，内核装入内存并在初始化每个设备驱动器时打印信息。 2.执行程序init。装入内核并初始化设备后，运行init程序。init程序处理所有程序的启动， 包括重要系统精灵程序和其它指定在启动时装入的软件。 下面以Red Hat为例简单介绍一下Linux的启动过程。 一、启动内核 首先介绍启动内核部分。电脑启动时，BIOS装载MBR，然后从当前活动分区启动，LILO获得引导过程的控制权后，会显示LILO提示符。此时如果用户不进行任何操作，LILO将在等待制定时间后自动引导默认的操作系统，而如果在此期间按下TAB键，则可以看到一个可引导的操作系统列表，选择相应的操作系统名称就能进入相应的操作系统。当用户选择启动LINUX操作系统时，LILO就会根据事先设置好的信息从ROOT文件系统所在的分区读取LINUX映象，然后装入内核映象并将控制权交给LINUX内核。LINUX内核获得控制权后，以如下步骤继续引导系统： 1. LINUX内核一般是压缩保存的，因此，它首先要进行自身的解压缩。内核映象前面的一些代码完成解压缩。 2. 如果系统中安装有可支持特殊文本模式的、且LINUX可识别的SVGA卡，LINUX会提示用户选择适当的文本显示模式。但如果在内核的编译过程中预先设置了文本模式，则不会提示选择显示模式。该显示模式可通过LILO或RDEV工具程序设置。 3. 内核接下来检测其他的硬件设备，例如硬盘、软盘和网卡等，并对相应的设备驱动程序进行配置。这时，显示器上出现内核运行输出的一些硬件信息。 4. 接下来，内核装载ROOT文件系统。ROOT文件系统的位置可在编译内核时指定，也可通过LILO 或RDEV指定。文件系统的类型可自动检测。如果由于某些原因装载失败，则内核启动失败，最终会终止系统。 二、执行init程序 其次介绍init程序，利用init程序可以方便地定制启动其间装入哪些程序。init的任务是启动新进程和退出时重新启动其它进程。例如，在大多数Linux系统中，启动时最初装入六个虚拟的控制台进程，退出控制台窗口时，进程死亡，然后init启动新的虚拟登录控制台，因而总是提供六个虚拟登陆控控制台进程。控制init程序操作的规则存放在文件/etc/inittab中。Red Hat Linux缺省的inittab文件如下：# #inittab This file describes how the INIT process should set up the system in a certain #run-level. # # #Default runlevel.The runlevels used by RHS are: #0-halt(Do NOT set initdefault to this) #1-Single user mode #2-Multiuser,without NFS(the same as 3,if you do not have networking) #3-Full multiuser mode #4-unused #5-X11 #6-reboot(Do NOT set initdefault to this)
很久以前分析的，一直在电脑的一个角落，今天发现贴出来和大家分享下。由于是word直接粘过来的有点乱，敬请谅解！ S3C2410 Linux 2.6.35.7启动分析(第一阶段) arm linux 内核生成过程 1. 依据arch/arm/kernel/vmlinux.lds 生成linux内核源码根目录下的vmlinux，这个vmlinux属于未压缩， 带调试信息、符号表的最初的内核，大小约23MB； 命令：arm-linux-gnu-ld -o vmlinux -T arch/arm/kernel/vmlinux.lds arch/arm/kernel/head.o init/built-in.o --start-group arch/arm/mach-s3c2410/built-in.o kernel/built-in.o mm/built-in.o fs/built-in.o ipc/built-in.o drivers/built-in.o net/built-in.o --end-group .tmp_kallsyms2.o 2. 将上面的vmlinux去除调试信息、注释、符号表等内容，生成arch/arm/boot/Image，这是不带多余信息的linux内核，Image的大小约 3.2MB； 命令:arm-linux-gnu-objcopy -O binary -S vmlinux arch/arm/boot/Image 3.将 arch/arm/boot/Image 用gzip -9 压缩生成arch/arm/boot/compressed/piggy.gz大小约 1.5MB；命令:gzip -f -9 < arch/arm/boot/compressed/../Image > arch/arm/boot/compressed/piggy.gz 4. 编译arch/arm/boot/compressed/piggy.S 生成arch/arm/boot/compressed/piggy.o大小约1.5MB，这里实 际上是将piggy.gz通过piggy.S编译进piggy.o文件中。而piggy.S文件仅有6行，只是包含了文件piggy.gz; 命令:arm-linux-gnu-gcc -o arch/arm/boot/compressed/piggy.o arch/arm/boot/compressed/piggy.S 5. 依据arch/arm/boot/compressed/vmlinux.lds 将arch/arm/boot/compressed/目录下的文件head.o 、piggy.o 、misc.o链接生成arch/arm/boot/compressed/vmlinux，这个vmlinux是经过压缩且含有自解压代码的内核, 大小约1.5MB; 命 令:arm-linux-gnu-ld zreladdr=0x30008000 params_phys=0x30000100 -T arch/arm/boot/compressed/vmlinux.lds a rch/arm/boot/compressed/head.o arch/arm/boot/compressed/piggy.o arch/arm/boot/compressed/misc.o -o arch/arm /boot/compressed/vmlinux
一、分析嵌入式系统的启动过程 嵌入式系统的启动过程： 上电------->u-boot------->加载Linux内核------->挂载rootfs ---->执行应用程序 二、分析u-boot 1.什么是u-boot（是一个通用的bootloader） U-Boot，全称Universal Boot Loader，是遵循GPL条款的开放源码项目。 Universal ----------->通用的 Boot ----------------->启动，引导 Loader ----------------->加载 通用------->支持多种架构的CPU,除了支持ARM系列的处理器外，还能支持MIPS、x86、Power PC、NIOS等诸多常用系列的处理器 ------->支持多种厂家的开发板，如cortex-A8，cortex-A9，cortex-A53等不同厂 家的开发板 ------->支持多种嵌入式操作系统，U-Boot不仅仅支持嵌入式Linux系统的引导，它还支持Net BSD, Vx Works, QNX, RTEMS, ARTOS, Lynx OS, android 嵌入式操作系统。 Boot -------->完成硬件的初始化，启动硬件平台。 Loader ------->当初始化硬件结束后，加载操作系统。 2.u-boot的作用 大多数BootLoader都分为stage1和stage2两大部分，U-boot也不例外。依赖于cpu体系结构的代码（如设备初始化代码等）通常都放在stage1且可以用汇编语言来实现，而stage2则通常用C语言来实现，这样可以实现复杂的功能，而且有更好的可读性和移植性。 （1）Stage1：CPU（S5P6818-->Cortex-A53）的初始化,使用汇编语言编写。 如：初始化Cache、MMU、clock、中断、看门狗、DDR3、eMMC、... （2）Stage2：板级初始化，使用C语言编写。 如：uart、网卡、usb、LCD、.... （3）提供了一些工具，如进入uboot的命令行模式，使用u-boot命令 （4）加载操作系统 3.U-boot的工作模式 U-Boot的工作模式有启动加载模式和下载模式。
ARM Linux启动过程分析 一个嵌入式Linux 系统从软件角度看可以分为四个部分[1]：引导加载程序（bootloader），Linux 内核，文件系统，应用程序。 其中 bootloader是系统启动或复位以后执行的第一段代码，它主要用来初始化处理器及外设，然后调用 Linux 内核。Linux 内核在完成系统的初始化之后需要挂载某个文件系统做为根文件系统（Root Filesystem）。根文件系统是 Linux 系统的核心组成部分，它可以做为Linux 系统中文件和数据的存储区域，通常它还包括系统配置文件和运行应用软件所需要的库。应用程序可以说是嵌入式系统的“灵魂”，它所实现的功能通常就是设计该嵌入式系统所要达到的目标。如果没有应用程序的支持，任何硬件上设计精良的嵌入式系统都没有实用意义。 从以上分析我们可以看出bootloader 和Linux 内核在嵌入式系统中的关系和作用。Bootloader在运行过程中虽然具有初始化系统和执行用户输入的命令等作用，但它最根本的功能就是为了启动 Linux 内核。在嵌入式系统开发的过程中，很大一部分精力都是花在bootloader 和 Linux 内核的开发或移植上。如果能清楚的了解 bootloader 执行流程和 Linux的启动过程，将有助于明确开发过程中所需的工作，从而加速嵌入式系统的开发过程。而这正是本文的所要研究的内容。 2. Bootloader 2.1 Bootloader的概念和作用Bootloader是嵌入式系统的引导加载程序，它是系统上电后运行的第一段程序，其作用类似于 PC 机上的BIOS。在完成对系统的初始化任务之后，它会将非易失性存储器（通常是 Flash或 DOC 等）中的Linux 内核拷贝到 RAM 中去，然后跳转到内核的第一条指令处继续执行，从而启动 Linux 内核。由此可见，bootloader 和 Linux 内核有着密不可分的联系，要想清楚的了解 Linux内核的启动过程，我们必须先得认识bootloader的执行过程，这样才能对嵌入式系统的整个启过程有清晰的掌握。 2.2 Bootloader的执行过程不同的处理器上电或复位后执行的第一条指令地址并不相同，对于 ARM 处理器来说，该地址为 0x00000000。对于一般的嵌入式系统，通常把 Flash 等非易失性存储器映射到这个地址处，而 bootloader就位于该存储器的最前端，所以系统上电或复位后执行的第一段程序便是 bootloader。而因为存储 bootloader的存储器不同，bootloader的执行过程也并不相同，下面将具体分析。嵌入式系统中广泛采用的非易失性存储器通常是 Flash，而 Flash 又分为 Nor Flash 和Nand Flash 两种。它们之间的不同在于： Nor Flash 支持芯片内执行（XIP， eXecute In Place），这样代码可以在Flash上直接执行而不必拷贝到RAM中去执行。而Nand Flash并不支持XIP，所以要想执行 Nand Flash 上的代码，必须先将其拷贝到 RAM中去，然后跳到 RAM 中去执行。实际应用中的 bootloader根据所需功能的不同可以设计得很复杂，除完成基本的初始化系统和调用 Linux 内核等基本任务外，还可以执行很多用户输入的命令，比如设置 Linux 启动参数，给 Flash 分区等；也可以设计得很简单，只完成最基本的功能。但为了能达到启动Linux 内核的目的，所有的 bootloader都必须具备以下功能：BR> 1 初始化RAM 因为 Linux 内核一般都会在 RAM 中运行，所以在调用 Linux 内核之前 bootloader 必须设置和初始化 RAM，为调用
Linux 启动过程详解 下面来详细了解一下Linux 的启动过程。Linux 的启动 过程包含了Linux 工作原理的精髓, 而且在嵌入式的开发过程也非常需要这方面知识的积累。 用户开机启动Linux 过程总体上是这样的: 首先当用户打开PC 的电源时,CPU 将自动进入实模式,并从地址0xFFFF0 开始自 动执行程序代码,这个地址通常是ROM-BIOS 中的地址。这时BIOS 进行开机自检,并 按BIOS 中设置的启动设备(通常是硬盘)进行启动,接着启动设备上安装的引导程序 lilo 或grub 开始引导Linux(也就是启动设备的第一个扇区) ,这时,Linux 才获得了启 动权。 接下来的第二阶段,Linux 首先进行内核的引导,主要完成磁盘引导、读取机器系统数 据、实模式和保护模式的切换、加载数据段寄存器以及重置中断描述符表等。 第三阶段执行init 程序(也就是系统初始化工作) init 程序调用了rc.sysinit 和rc 等程序, 而rc.sysinit 和rc 在完成系统初始化和运行服务的任务后,返回init。 之后的第四阶段,init 启动mingetty,打开终端供用户登录系统,用户登录成功后进入了Shell,这样就完成了从开机到登录的整个启动过程。 Linux 启动总体流程图如图所示, 其中的4 个阶段分别由同步棒隔开。由于第一阶段 不涉及Linux 自身的启动过程,因此,下面分别对第二和第三阶段进行详细讲解。 内核引导阶段 2.2.2 在grub 或lilo 等引导程序成功完成引导Linux 系统的任务后,Linux 就从它们手中接管 了CPU 的控制权。用户可以从https://www.doczj.com/doc/169459651.html, 上下载最新版本的源码进行阅读,其目录为: linux-2.6.*.*archi386boot。在这过程中主要用到该目录下的这几个文件:bootsect.S、setup.S 以及compressed 目录下的head.S 等。 首先要介绍一下,Linux 的内核通常是压缩过后的,包括如上述提到的那几个重要的汇 编程序,它们都是在压缩内核vmlinuz 中的。因为Linux 中提供的内核包含了众多驱动和功能,因而比较大,所以在采用压缩内核可以节省大量的空间。
2008-11-27 11:04:06 收藏 | 打印 | 投票(7) | 评论(1) | 阅读(30264) ◇字体：［大中小］linux系统引导过程简介 首先,主板的BIOS会读取硬盘的主引导记录(MBR),MBR中存放的是一段很小的程序,他的功能是从硬盘读取操作系统核心文件并运行,因为这个小程序太小了,因此通常这个小程序不具备直接引导系统内核的能力,他先去引导另一个稍微大一点的小程序,再由这个大一点的小程序去引导系统内核.在linux系统中这样的小程序有LILO和GRUB.在这个项目中,我决定用LILO来做系统引导程序.在软盘上启动linux系统的过程和在硬盘上启动的过程相似. Linux系统内核被引导程序装入内核并运行后,linux内核会检测系统中的各种硬件.并做好各种硬件的初始化工作,使他们在系统正式运行后能正常工作.之后内核做的最后一个工作是运行 /sbin下的init程序,init是英文单词initialization(初始化)的简称,init程序的工作是读取/etc/inittab文件中描述的指令,对系统的各种软硬件环境做最初化设定.最后运行mingetty等待用户输入用户名登录系统.所有的工作就这么简单,虽然linux启动的时候有很多内容,看上去十分高深,但是都不过是对这个过程的扩充.明白了这个道理,你可以写一些脚本程序让他在系统启动的特定时间运行完成任务.事实上系统内核并不关心/sbin下的init是不是真的init,只要是放 在/sbin下名叫init的可执行程序他都可以执行. Red Hat Enterprise Linux在电脑的启动阶段，一共经历以下两个阶段: 1.启动内核。在这个阶段，内核装入内存并在初始化每个设备驱动器时打印信息。 2.执行程序init．(系统初始化)．装入内核并初始化设备后，运行init程序。init程序处理所有程序的启动，包括重要系统精灵程序和其它指定在启动时装入的软件。 开机---BIOS自检---载入启动程序---加载内核---启动init服务---加载/etc/inittab---Run level---rc.sysinit---rc--- mingetty---rc.local 一.BIOS自检 当电脑开机的时候,电脑会进入BIOS,在PC机中引导LINUX是从BIOS中的地址0xFFFF0处开始的.BIOS的第一个步骤是加电自检,即所谓的POST(Power On Self Test),BIOS的第二个步骤是进行本地设备的枚举和初始化,侦测电脑周边配套设备是否工作正常,如cpu的类型,速度,缓存等;主板类型,内存的速度,容量,硬盘的大小,类型和工作模式,风扇速度等,主要是为了检查这些设备在开机的时候是否能通过检测,说明电脑可以正常的工作.BIOS由两部分组成:POST代码和运行时的服务.当POST完成之后,它被从内存中清理了出来,但是,BOIS运行时服务依然保留在内存中,目标操作系统可以使用这些服务 二.载入启动程序 BIOS自检完成后，BIOS会根据用户设置的启动顺序来由哪个设备启动电脑的操作系统,设备需是处于活动状态并且可以引导的,(引导设备可以是软盘,CD-ROM,硬盘上的某个分区,网络上的某个设备,甚至是USB闪存),对于linux这个设备一般是硬盘．也就是进入硬盘的MBR区域，(master boot record,位于磁盘上的第一个扇区中,0道0柱面1扇区),这个区域中有512个字节的大小，其中前446个字节中保存的就是启动程 序，(446个字节包含可执行代码和错误消息文本，接下来的64个字节是分区表，其中4个分区的记录，每个记录的大小是16个字节,MBR以两个特殊数字的字节0xAA55结束,这个数字用来进行MBR的有效性检查,当MBR被加载到RAM中之后,BIOS就会将控制权交给MBR)，然后由这个小程序来加载存储在其他位置的操作系统,也就是启动grub程序.(grub不像lilo一样使用裸扇区,而是可以从ext2或ext3文件系统中加 载LINUX内核). 要看MBR的内容，请使用下面的命令 #从/dev/sda上读取前512个字节的内容，并将其写入mbr.bin文件中 [root@localhost ~]# dd if=/dev/sda of=mbr.bin bs=512 count=1 #以十六进制和ASCII码格式打印这个二进制文件的内容 [root@localhost pam.d]# od -xa mbr.bin grub程序的这个配置文件是保存在:/boot/grub/grub.conf这个文件中,如果修改这个文件后,设置会立刻生效.
1、Linux内核启动协议 阅读文档\linux-2.6.35\Documentation\x86\boot.txt 传统支持Image和zImage内核的启动装载内存布局（2.4以前的内核装载就是这样的布局）： | | 0A0000 +------------------------+ | Reserved for BIOS | Do not use. Reserved for BIOS EBDA. 09A000 +------------------------+ | Command line | | Stack/heap | For use by the kernel real-mode code. 098000 +------------------------+ | Kernel setup | The kernel real-mode code. 090200 +------------------------+ | Kernel boot sector | The kernel legacy boot sector. 090000 +------------------------+ | Protected-mode kernel | The bulk of the kernel image. 010000 +------------------------+ | Boot loader | <- Boot sector entry point 0000:7C00 001000 +------------------------+ | Reserved for MBR/BIOS | 000800 +------------------------+ | Typically used by MBR | 000600 +------------------------+ | BIOS use only | 000000 +------------------------+ 当使用bzImage时，保护模式的内核会被重定位到0x1000000（高端内存），内核实模式的代码（boot sector,setup和stack/heap）会被编译成可重定位到0x100000与低端内存底端之间的任何地址处。不幸的是，在2.00和2.01版的引导协议中，0x90000+的内存区域仍然被使用在内核的内部。2.02版的引导协议解决了这个问题。boot loader应该使BIOS 的12h中断调用来检查低端内存中还有多少内存可用。 人们都希望“内存上限”，即boot loader触及的低端内存最高处的指针，尽可能地低，因为一些新的BIOS开始分配一些相当大的内存，所谓的扩展BIOS数据域，几乎快接近低端内存的最高处了。 不幸的是，如果BIOS 12h中断报告说内存的数量太小了，则boot loader除了报告一个错误给用户外，什么也不会做。因此，boot loader应该被设计成占用尽可能少的低端内存。对zImage和以前的bzImage，这要求数据能被写到x090000段，boot loader应该确保不会使用0x9A000指针以上的内存；很多BIOS在这个指针以上会终止。 对一个引导协议>=2.02的现代bzImage内核，其内存布局使用以下格式：| Protected-mode kernel | 100000 +------------------------+ | I/O memory hole | 0A0000 +------------------------+ | Reserved for BIOS | Leave as much as possible unused ~ ~
ARM Linux启动过程分析 摘要：嵌入式Linux 的可移植性使得我们可以在各种电子产品上看到它的身影。对于不 同体系结构的处理器来说Linux的启动过程也有所不同。本文以S3C2410 ARM处理器为例，详细分析了系统上电后bootloader的执行流程及ARM Linux的启动过程。 关键词：ARM Linux bootloader 启动过程 中图分类号：TP316 1. 引言 Linux 最初是由瑞典赫尔辛基大学的学生Linus Torvalds在1991 年开发出来的，之后在GNU的支持下，Linux 获得了巨大的发展。虽然Linux 在桌面PC 机上的普及程度远不及微 软的Windows 操作系统，但它的发展速度之快、用户数量的日益增多，也是微软所不能轻视的。而近些年来Linux 在嵌入式领域的迅猛发展，更是给Linux 注入了新的活力。 一个嵌入式Linux 系统从软件角度看可以分为四个部分[1] ：引导加载程序（bootloader）， Linux 内核，文件系统，应用程序。 其中bootloader是系统启动或复位以后执行的第一段代码，它主要用来初始化处理器及 外设，然后调用Linux 内核。Linux 内核在完成系统的初始化之后需要挂载某个文件系统做 为根文件系统（Root Filesystem）。根文件系统是Linux 系统的核心组成部分，它可以做为 Linux 系统中文件和数据的存储区域，通常它还包括系统配置文件和运行应用软件所需要的库。应用程序可以说是嵌入式系统的“灵魂”，它所实现的功能通常就是设计该嵌入式系统 所要达到的目标。如果没有应用程序的支持，任何硬件上设计精良的嵌入式系统都没有实用
简要描述linux系统从开机到登陆界面的启动过程（面试用） 简述： 1.开机BIOS自检 2.MBR引导 3.grub引导菜单 4.加载内核kernel 5.启动init进程 6.读取inittab文件，执行rc.sysinit,rc等脚本 7.启动mingetty，进入系统登陆界面 来个简图： 超详细描述linux系统从开机到登陆界面的启动过程 对于linux系统的初学者来说，理解并掌握linux系统启动流程能够使你够深入的理解linux系统，还可以通过系统的启动过程来分析问题解决问题。 Linux系统的启动流程 关于linux系统的启动流程可以分为以下步骤： POST（加电自检）–>加载BIOS（Basic Input/Outpu System)–>确定启动设备（Boot sequence)、加载Boot Loader–>加载内核（kernel）初始化initrd–>运行/sbin/init初始化系统–>打印用户登录提示符 下面让我们逐步剖析说明系统启动过程：
1、POST开机自检 linux开机加电后，系统开始开机自检，该过程主要对计算机各种硬件设备进行检测，如CPU、内存、主板、硬盘、CMOS芯片等，如果出现 致命故障则停机，并且由于初始化过程还没完成，所以不会出现任何提示信号；如果出现一般故障则会发出声音等提示信号，等待故障清除；若未出现故障，加电自检完成。 2、开机自检完成，查找可启动设备，加载主引导目录（MBR) 开机自检完成后，CPU首先读取位于CMOS中的BIOS程序，按照BIOS中设定的启动次序（Boot Sequence)逐一查找可启动设备,找到可启动的设备后，去该设备的第一个扇区中读取MBR，那么MBR是什么哪？它又有什么作用哪？ MBR存在于可启动磁盘的0磁道0扇区，占用512字节，它主要用来告诉计算机从选定的可启动设备的哪个分区来加载引导加载程序（Boot loader),MBR中存在如下内容： （1）Boot Loader 占用446字节，存储有操作系统（OS）相关信息，如操作系统名称，操作系统内核位置等，它的主要功能是加载内核到内存中运行。 （2）Partition T able 分区表，占用64字节，每个主分区占用16字节（这就是为啥一块硬盘只能有4个主分区啦^_^） （3）分区表有效性标记占用2字节 CPU将MBR读取至内存，运行GRUB(Boot Loader常用的有GRUB和LILO两种，现在常用的是GRUB），GRUB会把内核加载到内存去执行。 由上图可以看出，内核文件存在于/boot目录下，但是在GRUB加载内核时，连/还没有被加载，它是怎么在磁盘上找到内核的哪？我们来查看一下GRUB的配置文件可以找到答案。 在/boot/grub/grub.conf中可以看到root (hd0,0)这一行实际上是指定了/目录的所在的位置，但这个根并不是真正的根，而是/所在的位置,可以理解成/boot是处在（hd0,0)/boot，而这里的（hd0,0)指的是第一个磁盘的第一个分区，GRUB不是通过文件系统来访问内核的，以因为此时内核还没有启动，不存在文件系统，而是直接访问第一个磁盘的第一个分区（通过MBR中的分区表来识别分区），而识别MBR中的
Linux嵌入式系统设计与开发
1第一部分嵌入式系统开发环境 第一章嵌入式系统开发环境的搭建，以及相关工具的使用 1.1虚拟机+linux redhat9.0安装 1.1.1虚拟机软件的安装及配置。 虚拟机软件是一种可以在一台电脑上模拟出来若干台PC，每台PC可以运行单独操作系而互不干扰，实现一台电脑“同时”运行几个操作系统，还可以将这几个操作系统连成一个网络的软件。 采用VMware Workstation5.5例说明如何在windows创建一个虚拟机环境。 VMware Workstation安装后的界面如下： 创建一个虚拟机 选择linux
指定虚拟机存放的路径 选择网络配置 对于虚拟机的设备进行配置，这里采用虚拟光驱，指定安装linux镜像的路径
设备相关信息设置如下，启动虚拟机，开始安装。 进行linux安装 1.1.2Redhat9.0的安装。 注意不安装防火墙，采用workstation，确保服务samba,tftp,tfp,nfs,SSH，DHCP，telnet 都安装上。 1.2Linux系统服务的配置 配置系统服务时，要使防火墙关闭，或使其为低。
1.2.1网络配置 [root@localhost /]# setup 进入网络配置菜单，设置ip。 [root@localhost root]# service network restart 重启网络服务[root@localhost root]# ifconfig 察看网络配置1.2.2Tftp服务的配置 选择tftp服务 [root@localhost /]# setup 配置tftp服务目录 [root@localhost /]# vi /etc/xinetd.d/tftp service tftp { disable = no socket_type = dgram
介绍Linux系统如何初始化和启动系统服务的（Linux的开机流程） 一、简单介绍RHEL开机时的先后顺序 BIOS —> MBR —> Kernel —> init 1、当电脑一打开电源时电脑就会进入BIOS（BIOS的工作主要是检测一些硬件设备）； 2、检测完后会进入MBR也就是boot loader（MBR位于硬盘的第一个扇区总共512bytes，其中前446bytes里面的编码是在选择引导分区也就是决定要由哪个分区来引导）； 3、载入系统的Kernel(核心)，在Kernel里主要是载入电脑设备的驱动程序，以便可以控制电脑上的设备，并且以只读方式来挂载根目录，也就是一开始只能读取到根目录所对应的那个分区，所以/etc、/bin、/sbin、/dev、/lib这五个目录必须同根目录在一个分区中； 4、最后启动init这个程序，所以init这个程序的进程编号为1，是Linux中第一个执行的程序； init这个程序会根据Run level来执行以下这些程序： ·/etc/rc.d/rc.sysinit; ·/etc/rc.d/rc 和etc/rc.d/rc?.d/ ·/etc/rc.d/rc.local ·如果有适当的图形界面管理程序 二、BIOS初始化时主要的三个任务 BIOS（B asic I nput/O utput S ystem） 1、电脑周边设备的检测，加电自检POST （Power on self test）； 2、BIOS会选择要由哪一个设备来开机，例如：软盘启动、光盘启动、网络启动、最常见的从硬盘启动； 3、选择好由哪个设备开机后，就开始读取这个设备的MBR 引导扇区； 三、介绍Boot Loader中的主要工作 1、Boot Loader可以安装在两个地方： ·安装在硬盘的MBR中； ·当有时候MBR中被其他开机管理程序占用就可以将Boot Loader 安装在硬盘中的其中一个分区的引导扇区上，； 2、Boot Loader的程序码分为两个阶段： (1)Boot Loader第一阶段的程序码非常小，只有446bytes，可以存入在MBR或是某一个分区的引导扇区里， (2)Boot Loader第一阶段的程序码是从boot 分区来载入的，就是说Boot Loader 第二阶段程序码存放在/boot 这个分区中； 3、下面来看三个Boot Loader 的开机流程范例，如在一块硬盘中安装了两个系统分别为：windows 2003 和Red hat linux 当电脑开机后，会先载入MBR通过第一阶段程序码来载入第二阶段程序码，进入GRUB 开机菜单这里选择哪个系统就会载入相应的核心；