2010 第2章 Linux中的启动代码分析

linux源代码分析:Linux操作系统源代码详细分析疯狂代码 / ĵ:http://Linux/Article28378.html内容介绍: Linux 拥有现代操作系统所有功能如真正抢先式多任务处理、支持多用户内存保护虚拟内存支持SMP、UP符合POSIX标准联网、图形用户接口和桌面环境具有快速性、稳定性等特点本书通过分析Linux内核源代码充分揭示了Linux作为操作系统内核是如何完成保证系统正常运行、协调多个并发进程、管理内存等工作现实中能让人自由获取系统源代码并不多通过本书学习将大大有助于读者编写自己新 第部分 Linux 内核源代码 arch/i386/kernel/entry.S 2 arch/i386/kernel/init_task.c 8 arch/i386/kernel/irq.c 8arch/i386/kernel/irq.h 19 arch/i386/kernel/process.c 22 arch/i386/kernel/signal.c 30arch/i386/kernel/smp.c 38 arch/i386/kernel/time.c 58 arch/i386/kernel/traps.c 65arch/i386/lib/delay.c 73 arch/i386/mm/fault.c 74 arch/i386/mm/init.c 76 fs/binfmt-elf.c 82fs/binfmt_java.c 96 fs/exec.c 98 /asm-generic/smplock.h 107 /asm-i386/atomic.h 108 /asm-i386/current.h 109 /asm-i386/dma.h 109 /asm-i386/elf.h 113 /asm-i386/hardirq.h 114 /asm-i386/page.h 114 /asm-i386/pgtable.h 115 /asm-i386/ptrace.h 122 /asm-i386/semaphore.h 123 /asm-i386/shmparam.h 124 /asm-i386/sigcontext.h 125 /asm-i386/siginfo.h 125 /asm-i386/signal.h 127/asm-i386/smp.h 130 /asm-i386/softirq.h 132 /asm-i386/spinlock.h 133 /asm-i386/system.h 137/asm-i386/uaccess.h 139 //binfmts.h 146 //capability.h 147 /linux/elf.h 150 /linux/elfcore.h 156/linux/errupt.h 157 /linux/kernel.h 158 /linux/kernel_stat.h 159 /linux/limits.h 160 /linux/mm.h 160/linux/module.h 164 /linux/msg.h 168 /linux/personality.h 169 /linux/reboot.h 169 /linux/resource.h 170 /linux/sched.h 171 /linux/sem.h 179 /linux/shm.h 180 /linux/signal.h 181 /linux/slab.h 184/linux/smp.h 184 /linux/smp_lock.h 185 /linux/swap.h 185 /linux/swapctl.h 187 /linux/sysctl.h 188/linux/tasks.h 194 /linux/time.h 194 /linux/timer.h 195 /linux/times.h 196 /linux/tqueue.h 196/linux/wait.h 198 init/.c 198 init/version.c 212 ipc/msg.c 213 ipc/sem.c 218 ipc/shm.c 227 ipc/util.c 236 kernel/capability.c 237 kernel/dma.c 240 kernel/exec_do.c 241 kernel/exit.c 242 kernel/fork.c 248 kernel/info.c 255 kernel/itimer.c 255 kernel/kmod.c 257 kernel/module.c 259 kernel/panic.c 270 kernel/prk.c 271 kernel/sched.c 275 kernel/signal.c 295 kernel/softirq.c 307 kernel/sys.c 307kernel/sysctl.c 318 kernel/time.c 330 mm/memory.c 335 mm/mlock.c 345 mm/mmap.c 348mm/mprotect.c 358 mm/mremap.c 361 mm/page_alloc.c 363 mm/page_io.c 368 mm/slab.c 372mm/swap.c 394 mm/swap_state.c 395 mm/swapfile.c 398 mm/vmalloc.c 406 mm/vmscan.c 409第 2部分 Linux 内核源代码分析 第1章 Linux 介绍 让用户很详细地了解大多数现有操作系统实际工作方式是不可能大多数操作系统源代码都是严格保密除了些研究用及为操作系统教学而设计系统外尽管研究和教学目都很好但是这类系统很少能够通过对正式操作系统小部分实现来体现操作系统实际功能对于操作系统些特殊问题这种折衷系统所能够表现就更是少得可怜了 在以实际使用为目标操作系统中让任何人都可以自由获取系统源代码无论目是要了解、学习还是改进这样现实系统并不多本书主题就是这些少数操作系统中个:Linux Linux工作方式类似于Uinx它是免费源代码也是开放符合标准规范标准32位(在64位CPU上是64位)操作系统Linux拥有现代操作系统所具有内容例如: * 真正抢先式多任务处理支持多用户 * 内存保护 * 虚拟内存 * 支持对称多处理机SMP(symmetric multiprocessing)即多个CPU机器以及通常单CPU(UP)机器 * 符合POSIX标准 * 联网 * 图形用户接口和桌面环境(实际上桌面环境并不只个) * 速度和稳定性 严格说来Linux并不是个完整操作系统当我们在安装通常所说Linux时我们实际安装是很多工具集合这些工具协同工作以组成个功能强大实用系统Linux本身只是这个操作系统内核是操作系统心脏、灵魂、指挥中心(整个系统应该称为GNU/Linux其原因在本章后续内容中将会给以介绍)内核以独占方式执行最底层任务保证系统正常运行—协调多个并发进程管理进程使用内存使它们相互的间不产生冲突满足进程访问磁盘请求等等 在本书中我们给大家揭示就是Linux是如何完成这具有挑战性工作 1.1 Linux和Unix简明历史 为了让大家对本书所讨论内容有更清楚了解让我们先来简要回顾下Linux历史由于Linux是在Unix基础上发展而来我们话题就从Unix开始 Unix是由AT&T贝尔实验室Ken Thompson和Dennis Ritchie于1969年在台已经废弃了PDP-7上开发；它最初是个用汇编语言写成单用户操作系统不久Thompson和Ritchie成功地说服管理部门为他们购买更新机器以便该开发小组可以实现个文本处理系统Unix就在PDP-11上用C语言重新编写(发明C语言部分目就在于此)它果真变成了个文本处理系统—不久的后只不过问题是他们先实现了个操作系统而已…… 最终他们实现了该文本处理工具而且Unix(以及Unix上运行工具)也在AT&T得到广泛应用在1973年Thompson和Ritchie在个操作系统会议上就这个系统发表了篇论文该论文引起了学术界对Unix系统极大兴趣 由于1956年反托拉斯法案限制AT&T不能涉足计算机业务但允许它象征性地收取费用发售该系统就这样Unix被广泛发布首先是学术科研用户后来又扩展到政府和商业用户 伯克利加州大学是学术用户中个在这里Unix得到了计算机系统研究小组(CSRG)广泛应用并且在这里所进行修改引发了Unix大系列这就是广为人知伯克利软件Software开发(BSD)Unix除了AT&T所提供Unix系列的外BSD是最有影响力Unix系列BSD在Unix中增加了很多显著特性例如TCP/IP网络更好用户文件系统(UFS)工作控制并且改进了AT&T内存管理代码 多年以来BSD版本Unix直在学术环境中占据主导地位但最终发展成为 V版本AT&TUnix则成为商业领域领头羊从某种程度上来说这是有社会原因:学校倾向于使用非正式但通常更好用BSD风格Unix而商业界则倾向于从AT&T获取Unix 在用户需求和用户编程改进特性促进下BSD风格Unix般要比AT&TUnix更具有创新性而且改进也更为迅速但是在AT&T发布最后个正式版本 V Release 4(SVR4)时 V Unix已经吸收了BSD大多数重要优点并且还增加了些自己优势这部分由于从1984年开始AT&T逐渐可以将Unix商业化而伯克利Unix开发工作在1993年BSD4.4版本完成以后就逐渐收缩以至终止了然而BSD进步改进由外界开发者延续下来到今天还在继续进行正在进行Unix系列开发中至少有 4个独立版本是直接起源于BSD4.4这还不包括几个厂商Unix版本例如惠普HP-UX都是部分地或者全部基于BSD而发展起来 实际上Unix变种并不止BSD和 V由于Unix主要使用C语言来编写这就使得它移植到新机器上相对比较容易它简单性也使其重新设计和开发相对比较容易Unix这些特点大受商业界硬件供应商欢迎比如Sun、SGI、HP、IBM、DEC、Amdahl等等；IBM还不止次对Unix进行了再开发厂商们设计开发出新硬件并简单地将Unix移植到新硬件上这样新硬件经发布便具备定功能经过段时间的后这些厂商都拥有了自己专有Unix版本而且为了占有市场这些版本故意以区别侧重点发布出来以更好地占有用户版本混乱状态促进了标准化工作进行其中最主要就是POSIX系列标准它定义了套标准操作系统接口和工具从理论上说POSIX标准代码很容易移植到任何遵守POSIX标准操作系统中而且严格POSIX测试已经把这种理论上可移植性转化为现实直到今天几乎所有正式操作系统都以支持POSIX标准为目标 现在让我们回顾下在1984年杰出电脑黑客Richard Stallman独立开发出个类Unix操作系统该操作系统具有完全内核、开发工具和终端用户应用在GNU(“GNU誷 Not Unix”首字母缩写)计划配合下Stallman开发这个产品有自己技术理想:他想开发出个质量高而且自由操作系统Stallman使用了“自由”(free)这个词不仅意味着用户可以免费获取软件Software；而且更重要是它将意味着某种程度“解放”:用户可以自由使用、拷贝、查询、重用、修改甚至是分发这份软件Software完全没有软件Software使用限制这也正是Stallman创建自由软件Software基金会(FSF)资助GNU软件Software开发本意(FSF也在资助其他科研方面开发工作) 15年来GNU工程已经吸收、产生了大量这不仅包括Emacs、gcc(GNUC编译器)、bash(shell命令)还有大部分Linux用户所熟知许多应用现在正在进行开发项目是GNU Hurd内核这是GNU操作系统最后个主要部件(实际上Hurd内核早已能够使用了不过当前版本号为0.3系统在什么时候能够完成还是未知数)尽管Linux大受欢迎但是Hurd内核还在继续开发原因有几个方面其是Hurd体系结构十分清晰地体现了Stallman有关操作系统工作方式思想例如在运行期间任何用户都可以部分地改变或替换Hurd(这种替换不是对每个用户都是可见而是只对申请修改用户可见而且还必须符合规范标准)另个原因是据介绍Hurd对于多处理器支持比Linux本身内核要好还有个简单原因是兴趣驱动员们希望能够自由地进行自己所喜欢工作只要有人希望为Hurd工作Hurd开发就不会停止如果他们能够如愿以偿Hurd有朝日将成为Linux强劲对手不过在今天Linux还是自由内核王国里无可争议统治者 在GNU发展中期也就是1991年个名叫Linus Torvalds芬兰大学生想要了解Intel新CPU—80386他认为比较好学习思路方法是自己编写个操作系统内核出于这种目加上他对当时Unix变种版本对于80386类机器脆弱支持十分不满他决定要开发出个全功能、支持POSIX标准、类Unix操作系统内核该系统吸收了BSD和 V优点同时摒弃了它们缺点Linus(虽然我知道我应该称他为Torvalds但是所有人都称他为Linus)独立把这个内核开发到0.02版这个版本已经可以运行gcc、bash和很少些应用这些就是他开始全部工作了后来他又开始在因特网上寻求广泛帮助 不到 3年LinusUnix—Linux已经升级到1.0版本它源代码量也呈指数形式增长实现了基本TCP/IP功能(网络部分代码后来重写过而且还可能会再次重写)此时Linux就已经拥有大约10万用户了 现在Linux内核由150多万行代码组成Linux也已经拥有了大约1000万用户(由于Linux可以自由获取和拷贝获取具体统计数字是不可能)Linux内核GNU/Linux附同GNU工具已经占据了Unix 50%市场些公司正在把内核和些应用同安装软件Software打包在起生产出Linux发行版本这些公司包括Red Hat和Caldera 公司现在GNU/Linux已经备受瞩目得到了诸如Sun、IBM、SGI等公司广泛支持SGI最近决定在其基于IntelMerced系列机器上不再搭载自己Unix变种版本IRIX而是直接采用GNU/Linux；Linux甚至被指定为Amiga将要发布新操作系统基础1.2 GNU通用公共许可证 这样个如此流行操作系统当然值得我们学习按照通用公共许可证(GPLGeneral Public License)规定Linux源代码可以自由获取这满足了我们学习该系统强烈愿望GPL这份非同寻常软件Software许可证充分体现了上面提到Stallman思想:只要用户所做修改是同等自由用户可以自由地使用、拷贝、查询、重用、修改甚至重新发布这个软件Software通过这种方式GPL保证了Linux(以及同许可证保证下大量其他软件Software)不仅现在自由可用而且以后经过任何修改的后都仍然可以自由使用 请注意这里自由并不是说没有人靠这个软件Software盈利有些日益兴起公司比如发行最流行Linux发行版本Red Hat就是个例子(Red Hat自从上市以来市值已经突破数十亿美元每年盈利数十万美元而且这些数字还在不断增长)但是任何人都不能限制其他用户涉足本软件Software领域而且所做修改不能减少其自由程度 本书附录B中收录了GNU通用公共许可证全文1.3 Linux开发过程 如上所述由于Linux是个自由软件Software它可以免费获取以供学习研究Linux的所以值得学习研究是它是相当优秀操作系统如果Linux操作系统相当糟糕那它就根本不值得我们使用也就没有必要去研究相关书籍Linux是个十分优秀操作系统还在于几个相互关联原因 原因的在于它是基于天才思想开发而成在学生时代就开始推动整个系统开发Linus Torvalds是个天才他才能不仅展现在编程能力方面而且组织窍门技巧也相当杰出Linux内核是由世界上些最优秀员开发并不断完善他们通过Internet相互协作开发理想操作系统；他们享受着工作中乐趣而且也获得了充分自豪感 Linux优秀另外个原因在于它是基于组优秀概念Unix是个简单却非常优秀模型在Linux创建的前Unix已经有20年发展历史Linux从Unix各个流派中不断吸取成功经验模仿Unix优点抛弃Unix缺点这样做结果是Linux 成为了Unix系列中佼佼者:高速、健壮、完整而且抛弃了历史包袱 然而Linux最强大生命力还在于其公开开发过程每个人都可以自由获取内核源每个人都可以对源加以修改而后他人也可以自由获取你修改后源如果你发现了缺陷你可以对它进行修正而不用去乞求不知名公司来为你修正如果你有什么最优化或者新特点创意你也可以直接在系统中增加功能而不用向操作系统供应商解释你想法指望他们将来会增加相应功能当发现个漏洞后你可以通过编程来弥补这个漏洞而不用关闭系统直到你供应商为你提供修补由于你拥有直接访问源代码能力你也可以直接阅读代码来寻找缺陷或是效率不高代码或是安全漏洞以防患于未然 除非你是个员否则这点听起来仿佛没有多少吸引力实际上即使你不是员这种开发模型也将使你受益匪浅这主要体现在以下两个方面: * 可以间接受益于世界各地成千上万员随时进行改进工作 * 如果你需要对系统进行修改你可以雇用员为你完成工作这部分人将根据你需求定义单独为你服务可以设想这在源不公开操作系统中将是什么样子Linux这种独特自由流畅开发模型已被命名为bazaar(集市模型)它是相对于cathedral(教堂)模型而言在cathedral模型中源代码被锁定在个保密小范围内只有开发者(很多情况下是市场)认为能够发行个新版本这个新版本才会被推向市场这些术语在Eric S. Raymond教堂和集市(The Cathedral and the Bazaar)文中有所介绍大家可以在/~esr/writings/找到这篇文章bazaar开发模型通过重视实验征集并充分利用早期反馈对巨大数量脑力资源进行平衡配置可以开发出更优秀软件Software(顺便说下虽然Linux是最为明显使用bazaar开发模型例子但是它却远不是第个使用这个模型系统) 为了确保这些无序开发过程能够有序地进行Linux采用了双树系统个树是稳定树(stable tree)另个树是非稳定树(unstable tree)或者开发树(development tree)些新特性、实验性改进等都将首先在开发树中进行如果在开发树中所做改进也可以应用于稳定树那么在开发树中经过测试以后在稳定树中将进行相同改进按照Linus观点旦开发树经过了足够发展开发树就会成为新稳定树如此周而复始进行下去 源版本号形式为x.y.z对于稳定树来说y是偶数；对于开发树来说y比相应稳定树大(因此是奇数)截至到本书截稿时最新稳定内核版本号是2.2.10最新开发内核版本号是2.3.12对2.3树缺陷修正会回溯影响(back-propagated)2.2树而当2.3树足够成熟时候会发展成为2.4.0(顺便说下这种开发会比常规惯例要快每版本所包含改变比以前更少了内核开发人员只需花很短时间就能够完成个实验开发周期)及其镜像站点提供了最新可供内核版本而且同时包括稳定和开发版本如果你愿意话不需要很长时间这些站点所提供最新版本中就可能包含了你部分源代码第2章 代 码 初 识 本章首先从较高层次介绍Linux内核源概况这些都是大家关心些基本特点随后将简要介绍些实际代码最后介绍如何编译内核 2.1 Linux内核源部分特点 在过去段时期Linux内核同时使用C语言和汇编语言来实现这两种语言需要定平衡:C语言编写代码移植性较好、易于维护而汇编语言编写则速度较快般只有在速度是关键原因或者些因平台相关特性而产生特殊要求(例如直接和内存管理硬件进行通讯)时才使用汇编语言 正如实际中所做即使内核并未使用C对象特性部分内核也可以在g(GNUC编译器)下进行编译同其他面向对象编程语言相比较相对而言C开销是较低但是对于内核开发人员来说这已经是太多了 内核开发人员不断发展编程风格形成了Linux代码独有特色本节将讨论其中些问题 2.1.1 gcc特性使用 Linux内核被设计为必须使用GNUC编译器gcc来编译而不是任何种C编译器都可以使用内核代码有时要使用gcc特性本书将陆续介绍其中部分 些gcc特有代码只是简单地使用gcc语言扩展例如允许在C(不只是C)中使用inline关键字指示内联也就是说代码中被在每次时都会被扩充因而就可以节约实际开销 般情况下代码编写方式比较复杂对于某些类型输入gcc能够产生比其他输入效率更高执行代码从理论上讲编译器可以优化具有相同功能两种对等思路方法并且得到相同结果因此代码编写方式是无关紧要但在实际上用某种思路方法编写所产生代码要比用另外些思路方法编写所产生代码执行速度快许多内核开发人员知道怎样才能产生更高效执行代码这不断地在他们编写代码中反映出来 例如考虑内核中经常使用goto语句—为了提高速度内核中经常大量使用这种般要避免使用语句在本书中所包含不到40 000行代码中共有500多条goto语句大约是每80行个除汇编文件外精确统计数字是接近每72行个goto语句公平地说这是选择偏向结果:比例如此高原因的是本书中涉及是内核源核心在这里速度比其他原因都需要优先考虑整个内核比例大概是每260行个goto语句然而这仍然是我不再使用Basic进行编程以来见过使用goto频率最高地方 代码必需受特定编译器限制特性不仅和普通应用开发有很大区别而且也区别于大多数内核开发大多数开发人员使用C语言编写代码来保持较高可移植性即使在编写操作系统时也是如此这样做优点是显而易见最为重要点是旦出现更好编译器员们可以随时进行更换 内核对于gcc特性完全依赖使得内核向新编译器上移植更加困难最近Linus对这问题在有关内核邮件列表上表明了自己观点:“记住编译器只是个工具”这是对依赖于gcc特性个很好基本思想表述:编译器只是为了完成工作如果通过遵守标准还不能达到工作要求那么就不是工作要求有问题而是对于标准依赖有问题 在大多数情况下这种观点是不能被人所接受通常情况下为了保证和语言标准致开发人员可能需要牺牲某些特性、速度或者其他相关原因其他选择可能会为后期开发造成很大麻烦 但是在这种特定情况下Linus是正确Linux内核是个特例其执行速度要比向其他编译器可移植性远为重要如果设计目标是编写个可移植性好而不要求快速运行内核或者是编写个任何人都可以使用自己喜欢编译器进行编译内核那么结论就可能会有所区别了；而这些恰好不是Linux设计目标实际上gcc几乎可以为所有能够运行LinuxCPU生成代码因此对于gcc依赖并不是可移植性严重障碍 在第3章中我们将对内核设计目标进行详细介绍说明2.1.2 内核代码习惯用语 内核代码中使用了些显著习惯用语本节将介绍常用几个当通读源代码时真正重要问题并不在这些习惯用语本身而是这种类型习惯用语确存在而且是不断被使用和发展如果你需要编写内核代码你应该注意到内核中所使用习惯用语并把这些习惯用语应用到你代码中当通读本书(或者代码)时看看你还能找到多少习惯用语 为了讨论这些习惯用语我们首先需要对它们进行命名为了便于讨论笔者创造了这些名字而在实际中大家不定非要参考这些用语它们只是对内核工作方式描述而已 个普通习惯用语笔者称的为“资源获取”(resource acquisition idiom)在这个用语中个必须实现系列资源获取包括内存、锁等等(这些资源类型未必相同)只有成功地获取当前所需要资源的后才能处理后面资源请求最后该还必须释放所有已经获取资源而不必考虑没有获取资源 我采用“变量”这用语(error variable idiom)来辅助介绍说明资源获取用语它使用个临时变量来记录期望返回值当然相当多都能实现这个功能但是变量区别点在于它通常是用来处理由于速度原因而变得非常复杂流程控制中问题变量有两个典型值0(表示成功)和负数(表示有错) 如果执行到标号out2则都已经获取了r1和r2资源而且也都需要进行释放如果执行到标号out1(不管是顺序执行还是使用goto语句进行跳转到)则r2资源是无效(也可能刚被释放)但是r1资源却是有效而且必需在此将其释放同理如果标号out能被执行则r1和r2资源都无效err所返回是或成功标志 在这个简单例子中对err些赋值是没有必要在实战中实际代码必须遵守这种模式这样做原因主要在于同行中可能包含有多种测试而这些测试应该返回相同代码因此对变量统赋值要比多次赋值更为简单虽然在这个例子中对于这种属性必要性并不非常迫切但是我还是倾向于保留这种特点有关实际应用可以参考sys_shmctl(第21654行)在第9章中还将详细介绍这个例子 2.1.3 减少#和#def使用 现在Linux内核已经移植到区别平台上但是我们还必须解决移植过程中所出现问题大部分支持各种区别平台代码由于包含许多预处理代码而已经变得非常不规范标准例如: 这个例子试图实现操作系统可移植性虽然Linux关注焦点很明显是实现代码在各种CPU上可移植性但是 2者基本原理是致对于这类问题来说预处理器是种解决方式这些杂乱问题使得代码晦涩难懂更为糟糕是增加对新平台支持有可能要求重新遍历这些杂乱分布低质量代码段(实际上你很难能找到这类代码段全部) 和现有方式区别是Linux般通过简单(或者是宏)来抽象出区别平台间差异内核移植可以通过实现适合于相应平台(或宏)来实现这样不仅使代码主体简单易懂而且在移植过程中还可以比较容易地自动检测出你没有注意到内容:如引用未声明时会出现链接有时用预处理器来支持区别体系结构但这种方式并不常用而相对于代码风格变化就更是微不足道了 顺便说下我们可以注意到这种解决思路方法和使用用户对象(或者C语言中充满指针struct结构)来代替离散switch语句处理区别类型思路方法十分相似在某些层次上这些问题和解决思路方法是统 可移植性问题并不仅限于平台和CPU移植编译器也是个重要问题此处为了简化假设Linux只使用gcc来编译由于Linux只使用同个编译器所以就没有必要使用#块(或者#def块)来选择区别编译器 内核代码主要使用#def来区分需要编译或不需要编译部分从而对区别结构提供支持例如代码经常测试SMP宏是否定义过从而决定是否支持SMP机2.2 代码样例 了解Linux代码风格最好思路方法就是实际研究下它部分代码即使你不完全理解本节所讨论代码细节也无关紧要毕竟本节主要目不是理解代码些读者可以只对本节进行浏览本节主要目是让读者对Linux代码进。

linux启动代码分析－－kevy...我们使用的cpu是采用xscale技术的pxa250，具体的开发板是cerfboard。

这里的代码解释都是根据pxa250进行的。

不过，正如我们下面会看到，大部分的代码都是和具体的pxa型号无关的。

另外，我们列出代码的行号仅仅为了解释方便，并不是代码在源文件中真正的行号。

1. bootloader及内核解压bootloader将内核加载到内存中，设定一些寄存器，然后就将控制权交由内核了，这时并不需要打开MMU功能。

一般，我们所说的内核都是指被压缩了的内核piggy.gz，其与head.o、misc.o和head-xscale.o一起构成最终的内核代码。

启动内核的过程首先包括解压，最先执行的代码是：arch/arm/boot/compressed/head.Sarch/arm/boot/compressed/head-xscale.Sarch/arm/boot/compressed/misc.c上面代码主要任务是解压真正的内核代码，真正的内核代码是从head-armv.S开始，以后提到的内核都是指真正的内核：arch/arm/kernel/head-armv.S2. 内核启动第一阶段内核启动第一阶段是从ENTRY(stext)到c语言函数start_kernel，这一部分涉及的代码有arch/arm/kernel/head-armv.Sarch/arm/mm/proc-xscale.S在bootloader调用内核运行之前，要在指定的寄存器中存放参数，如下：r0 = 0,r1 = machine type number，对于MACH_TYPE_PXA_CERF是139r2 = physical address of tagged list in system RAM.2.1 stextENTRY(stext)是整个内核的入口，其代码位于编译后生成的目标文件kernel.o中的.text.init区(section)，最后被链接到内核的.init区。

Linux系统启动过程前面我们已经剖析了内核引导和运行init两个部分，后面还有更重要的工作要做就是系统的初始化、对应级别的守护程序启动、建立终端、和完成登陆。

这样就会完成一个完整的Linux系统启动过程。

第三部分：系统初始化在init的配置文件中有这么一行：si::sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit它调用执行了/etc/rc.d/rc.sysinit，而rc.sysinit是一个bashshell的脚本，它主要是完成一些系统初始化的工作，rc.sysinit是每一个运行级别都要首先运行的重要脚本。

它主要完成的工作有：激活交换分区，检查磁盘，加载硬件模块以及其它一些需要优先执行任务。

rc.sysinit约有850多行，但是每个单一的功能还是比较简单，而且带有注释，建议有兴趣的用户可以自行阅读自己机器上的该文件，以了解系统初始化所详细情况。

由于此文件较长，所以不在本文中列出来，也不做具体的介绍。

当rc.sysinit程序执行完毕后，将返回init继续下一步。

第四部分：启动对应运行级别的守护进程在rc.sysinit执行后，将返回init继续其它的动作，通常接下来会执行到/etc/rc.d/rc程序。

以运行级别3为例，init将执行配置文件inittab中的以下这行：l5:5:wait:/etc/rc.d/rc 5这一行表示以5为参数运行/etc/rc.d/rc，/etc/rc.d/rc是一个Shell脚本，它接受5作为参数，去执行/etc/rc.d/rc5.d/目录下的所有的rc启动脚本，/etc/rc.d/rc5.d/目录中的这些启动脚本实际上都是一些链接文件，而不是真正的rc启动脚本，真正的rc启动脚本实际上都是放在/etc/rc.d/init.d/目录下。

而这些rc启动脚本有着类似的用法，它们一般能接受start、stop、restart、status等参数。

/etc/rc.d/rc5.d/中的rc启动脚本通常是K或S开头的链接文件，对于以以S开头的启动脚本，将以start参数来运行。

在Linux内核启动时，可以通过解析参数来配置内核的行为。

这些参数通常由引导加载程序（如GRUB）或内核命令行传递。

以下是一些常见的内核启动解析参数：
1. `root=`：指定根文件系统的设备或UUID。

例如，`root=/dev/sda1`或
`root=UUID=12345678-1234-5678-1234-56789abcdef`。

2. `init=`：指定作为第一个进程启动的程序的路径。

通常是init进程（如`/sbin/init`）。

3. `ro`或`rw`：指定根文件系统以只读（read-only）或读写（read-write）模式挂载。

4. `quiet`或`silent`：禁止内核在启动期间输出冗长的消息。

5. `loglevel=`：设置内核的日志级别。

较低的值会产生更多的调试信息，较高的值则会减少输出。

例如，`loglevel=7`。

6. `nomodeset`：禁用图形模式设置，可能有助于解决某些图形问题。

7. `acpi=off`：禁用ACPI（高级配置与电源接口）功能。

8. `irqpoll`：在中断处理期间轮询（poll）IRQ线，用于解决某些硬件兼容性问题。

9. `debug`：启用内核调试模式，产生更详细的调试信息。

这只是一小部分常见的内核启动解析参数，实际上还有许多其他可用的参数。

你可以根据需要选择和配置这些参数来满足特定的需求。

Linux启动信息解析组名：Cloud Walker组长：郑祥云组员：郑祥云，徐绩，王新华日期：2010-7-24目录Linux启动信息解析 (1)目录 (2)1.项目需求分析 (3)1.1项目背景： (3)1.2时间： (3)1.3项目要求分析： (3)2．Linux启动过程 (4)2.1 Linux下各个目录的作用 (4)2.2 Linux启动过程 (4)2.2.1 Linux的引导过程 (5)2.2.2 运行级别(run level) (5)2.2.3 /etc/rc.d/与/etc/rc.d/init.d的关系 (5)3. /init/main.c中init()函数 (7)4. 启动信息 (10)1.项目需求分析1.1项目背景：在学习操作系统中，操作系统的如何启动是一个难点，本文基于Linux开源操作系统，分析了从BIOS加载BOOTLOAD，操作系统接管CPU后，init()函数所做的事情以及如何初始化系统的各种服务以及SHELL。

1.2时间：开始时间：2010-7-25 结束时间：2010-7-251.3项目要求分析：1)介绍Linux启动所需的目录。

2)Linux启动过程。

3)/etc/rc.d/与/etc/rc.d/init.d的关系。

4)分析init/main.c代码中init()函数。

2．Linux启动过程2.1 Linux启动所需的目录init.d/ :各种服务器和程序的二进制文件存放目录。

rcx.d/: 各个启动级别的执行程序连接目录。

里头的东西都是指向init.d/的一些软连接。

还有三个脚本:rc.sysinit, rc, rc.local。

/etc/rc.d/init.d/目录下的脚本就类似与windows 中的注册表，在系统启动的时候某些指定脚本将被执行。

在Redhat中，/etc/rc.d/rc.sysinit主要做在各个运行模式中相同的初始化工作，包括：i.调入keymap以及系统字体ii.启动swappingiii.设置主机名iv.设置NIS域名v.检查（fsck）并mount文件系统vi.打开quotavii.装载声卡模块viii.设置系统时钟ix.等等。

Linux内核分析_课程设计计算机科学与⼯程学院课程设计报告题⽬全称：Linux内核初起代码分析学⽣学号：姓名：指导⽼师：职称：指导⽼师评语：签字：课程设计成绩：⽬录摘要 (2)第⼀章引⾔ (1)1.1 问题的提出 (1)1.2任务与分析 (1)第⼆章代码分析 (2)2.1系统初始化过程流程 (2)2.2数据结构 (2)2.3常量和出错信息的意义 (4)2.4调⽤关系图 (4)2.5各模块/函数的功能及详细框图 (5)2.5.1 static void time_init(void)分析 (6)2.5.2 void main(void)分析 (6)2.5.3 pause()分析 (8)2.5.4 static int printf(const char *fmt, ...)分析 (8)2.5.5 void init(void)分析 (9)第三章内核调试 (12)3.1运⾏环境 (12)3.2编译内核过程 (12)第四章总结与体会 (15)致谢 (16)参考⽂献 (17)摘要随着计算机的普及,计算机发挥着越来越重要的作⽤，计算机的使⽤也越来越普遍，所以让更多的⼈能够更好的使⽤和掌握⼀些计算机⽅法显得⼗分重要。

充分发挥计算机的作⽤也显得⼗分重要。

操作系统应运⽽⽣。

操作系统是⼀种软件,⽤来帮助其他的程序控制计算机并和⽤户进⾏交互。

因⽽,对操作系统的研究是很有必要的。

操作系统包含了多个部分或者组件,最核⼼的部分是内核。

其他的部分⽤来帮助内核完成计算机资源的管理和应⽤程序的控制。

Linux操作系统是使⽤很⼴泛的,⾼质量的⼀个操作系统。

此次起始代码分析，我分析了init/main.c⽂件中的main()、init()以及编译内核代码。

main()中主要是关于起始的调⽤和设备和系统信息初始化,以及创建进程。

此时中断仍被禁⽌着，做完必要的设置后就将其开启init()是创建进程，并检测是否出错，出错则再次创建执⾏并打印出出错信息。

Linux系统启动流程分析-电脑资料一系统上电和启动ROMNOR Flash作为启动ROM的系统启动过程NOR Flash开头处存放启动代码，程序从NOR Flash开始处启动，。

配置EMI寄存器，设置好各存储器的地址和存取规则。

配置电源管理模块，各模块上电。

启动代码将位于NOR Flash中的正式执行代码复制到内存中，以提高执行效率。

设置PC指针，指向NOR Flash中固定地址。

设置地址映射，用0地址映射到内存RAM空间。

设置PC指针，指向RAM中初始化代码，开始执行代码。

NAND Flash作为启动ROM的系统启动流程上电初始，DMA默认设置将存储在NAND Flash中第一页的数据搬运到内部RAM中，然后设置PC到内部RAM开始处的地址，开始执行代码，电脑资料《Linux系统启动流程分析》(https://www.)。

在启动代码中设置中断向量和硬件配置等。

将执行代码搬运到外部SDRAM或DDR=RAM，留出启动代码的位置。

将启动代码搬运到SDRAM或DDR-RAM中首址。

设置Remap，将0地址重新映射到SDRAM或DDR-RAM首地址。

设置PC指针，开始执行正式的执行代码。

二 Bootloader引导三 Linux内核引导非压缩内核：Image压缩内核：zImage内核初始化设备初始化启动内核挂载文件系统启动用户空间进程四 init初始化系统服务初始化log系统解析/init.rc和/init.%hardware%.rc文件，执行early-init，并执行解析出的init动作、early-boot动作、boot动作和execute property动作。

进行设备初始化，属性服务器初始化并开启属性服务。

进入无线循环以等待属性设置或子进程退出事件。

linux源码分析（⼆）－启动过程前置：这⾥使⽤的linux版本是4.8，x86体系。

这篇是的学习笔记。

linux的启动过程有点像是⼩鱼吃⼤鱼，最后吃成⼀个胖⼦。

计算机中的PC寄存器是⽤来指⽰下个执⾏程序。

最开始的时候，pc寄存器都是指向0xfffffff0。

这个程序是指向BIOS的POST程序的。

POST 全称是Power On Self Test，意思是加点⾃检。

过程包括内存检查，系统总线检查等。

POST过程结束，就进⼊到了⾃举过程，⾃举过程把MBR(主引导扇区)加载到内存中，并且执⾏它。

这个主引导扇区是第⼀个扇区的前512字节。

Master Boot Record过程是为了后⾯⼀个过程准备的。

它主要做的是读⼊GRUB stage2所在的扇区。

并且执⾏它。

GRUB stage2 将系统切换到保护模式。

设置C运⾏环境。

然后进⼊到x86/boot/header.S中执⾏。

在这⾥⾯，你能找到main的函数⼊⼝。

这个对应到x86/boot/main.c的main函数。

这个main函数执⾏到最后会进⼊go_to_protected_mode(); 进⼊到pm.c的这个函数的定义，除了初始化⼀些逻辑以外，主要是protected_mode_jump下⾯就进⼊到boot/pmjump.S的protected_mode_jump29 protected_mode_jump:30 movl %edx, %esi # Pointer to boot_params table3132 xorl %ebx, %ebx33 movw %cs, %bx # 将实模式的代码段放⼊ bx34 shll $4, %ebx # 转换为线性地址35 addl %ebx, 2f # 将 in_pm32 的实模式地址转换为线性地址3637 movw $__BOOT_DS, %cx # ds 段选择⼦38 movw $__BOOT_TSS, %di # tss 段选择⼦3940 movl %cr0, %edx41 orb $X86_CR0_PE, %dl # Protected mode42 movl %edx, %cr0 # 将 cr0 的0位置0是进⼊保护模式的标志43 jmp 1f # Short jump to serialize on 386/48644 1:45 # 下⾯这段作⽤是跳转到 in_pm32，由于已经在保护模式，所以需要考虑段的问题46 # Transition to 32-bit mode47 .byte 0x66, 0xea # ljmpl opcode48 2: .long in_pm32 # offset49 .word __BOOT_CS # segment5051 .size protected_mode_jump, .-protected_mode_jump5253 .code3254 .type in_pm32, @function55 in_pm32: # 下⾯的注释挺清楚，就不翻译了56 # Set up data segments for flat 32-bit mode57 movl %ecx, %ds58 movl %ecx, %es59 movl %ecx, %fs60 movl %ecx, %gs61 movl %ecx, %ss62 # The 32-bit code sets up its own stack, but this way we do have63 # a valid stack if some debugging hack wants to use it.64 addl %ebx, %esp6566 # Set up TR to make Intel VT happy67 ltr %di # 这个⽐较有意思6869 # Clear registers to allow for future extensions to the70 # 32-bit boot protocol71 xorl %ecx, %ecx72 xorl %edx, %edx73 xorl %ebx, %ebx74 xorl %ebp, %ebp75 xorl %edi, %edi7677 # Set up LDTR to make Intel VT happy78 lldt %cx # ⼜是⼀个骗 CPU 的东西79 # eax 是 protected_mode_jump 的第⼀个参数，即 header.S 中定义的 boot_params.hdr.code32_start，即 vmlinux 的⼊⼝地址80 jmpl *%eax # Jump to the 32-bit entrypoint8182 .size in_pm32, .-in_pm32最后的jmpl就跳转到arch/x86/kernel/head_32.S的startup_32ENTRY(initial_code).long i386_start_kernel进⼊到arch/x86/kernel/head32.casmlinkage __visible void __init i386_start_kernel(void){cr4_init_shadow();sanitize_boot_params(&boot_params);x86_early_init_platform_quirks();/* Call the subarch specific early setup function */switch (boot_params.hdr.hardware_subarch) {case X86_SUBARCH_INTEL_MID:x86_intel_mid_early_setup();break;case X86_SUBARCH_CE4100:x86_ce4100_early_setup();break;default:i386_default_early_setup();break;}start_kernel();}这⾥最后是调⽤了start_kernel，这⾥的start_kernel是与操作系统⽆关的init/main.c⾥⾯了。