前言:Linux启动流程大致流程如下:
- 在顶层目录linux-imx-4.1.15-2.1.0-g3dc0a4b-v2.7的Makefile中看到内核的链接脚本为vmlinux.lds:
export KBUILD_LDS := arch/$(SRCARCH)/kernel/vmlinux.lds
- 首先分析 Linux 内核的连接脚本文件 arch/arm/kernel/vmlinux.lds,发现程序入口点是 ENTRY(stext):
ENTRY(stext)
-
ENTRY 指明了了 Linux 内核入口,入口为 stext,stext 定义在文件arch/arm/kernel/head.S 中。
-
head.S中首先判断处理器类型是否为Linux支持的类型:
mrc p15, 0, r9, c0, c0 @ get processor id
bl __lookup_processor_type @ r5=procinfo r9=cpuid
movs r10, r5 @ invalid processor (r5=0)?
- head.S中调用函数__vet_atags 验证 atags 或设备树(dtb)的合法性。函数__vet_atags 定义在文件 arch/arm/kernel/head-common.S 中。
__vet_atags
- head.S中调用函数__create_page_tables 创建页表
bl __create_page_tables
- head.S中将函数__mmap_switched 的地址保存到 r13 寄存器中。定义在文件 arch/arm/kernel/head-common.S中,函数__mmap_switched 最终会调用 start_kernel 函数。
ldr r13, =__mmap_switched @ address to jump to after
- head.S中调用__enable_mmu函数使能 MMU ,__enable_mmu 定义在文件 arch/arm/kernel/head.S 中。__enable_mmu 会通过调用__turn_mmu_on来打开 MMU,__turn_mmu_on 最后会执行 r13 里面保存的__mmap_switched 函数。
b __enable_mmu
- 在head-common.S中调用b start_kernel指令跳转到start_kernel函数
b start_kernel
- start_kernel 函数定义在文件 init/main.c 中。start_kernel 里面调用了大量的函数来启动 Linux 内核,最后调用了 rest_init。
rest_init();
- rest_init 函数定义在文件 init/main.c 中,调用函数 kernel_thread 创建 kernel_init 进程,也就是 init 内核进程。init 进程的 PID 为 1。
kernel_thread(kernel_init, NULL, CLONE_FS);
- rest_init 调用函数 kernel_thread 创建 kthreadd 内核进程,此内核进程的 PID 为 2。kthreadd 进程负责所有内核进程的调度和管理。
pid = kernel_thread(kthreadd, NULL, CLONE_FS | CLONE_FILES);
- rest_init 调用函数最后调用函数 cpu_startup_entry 来进入 idle 进程。:
cpu_startup_entry(CPUHP_ONLINE);
具体IMX6ULL内核启动流程分析看下面两篇文章:
【IMX6ULL学习笔记】七、Linux 顶层Makefile
https://www.cnblogs.com/KuDianWanJia/p/17130297.html
一、Linux 工程目录分析
二、顶层 Makefile 详解
1、配置工程,生成.config配置文件:
make xxx_defconfig
会调用顶层的Makefile的 %config 规则。
第 534 行:引用 arch/arm/Makefile 这个文件,这个文件很重要, zImage、uImage 等这些文件就是由 arch/arm/Makefile 来生成的。
第 540 行:%config 规则: %通配符,当输入“make xxx_defconfig”的时候就会匹配到%config 目标
%config: scripts_basic outputmakefile FORCE
$(Q)$(MAKE) $(build)=scripts/kconfig $@
第一步:依赖部分
目标 %config 依赖于 scripts_basic、outputmakefile、FORCE
①FORCE目标:
FORCE 在顶层 Makefile的 1610 行有如下定义:
PHONY += FORCE
FORCE:
FORCE 是没有规则和依赖的,所以每次都会重新生成 FORCE。当 FORCE 作为其他目标的依赖时,由于 FORCE 总是被更新过的,因此依赖所在的规则总是会执行的。即将FORCE当做依赖时,对应的目标规则总是会被执行。
②scripts_basic目标:
该目标会执行以下命令:
$(Q)$(MAKE) $(build)=scripts/basic
$(Q)rm -f .tmp_quiet_recordmcount
其中:
Q是显示方式:静默make -s;详细make V=1;不显示make V=0
MAKE=make
build定义在scripts\kbuild.include
build := -f $(srctree)/scripts/Makefile.build obj
展开后:
build := -f ./scripts/Makefile.build obj
展开后:
@make -f ./scripts/Makefile.build obj=scripts/basic
@rm -f .tmp_quiet_recordmcount
最终会调用文件./scripts/Makefile.build
③outputmakefile目标:
可以通过 echo 查看 KBUILD_SRC 为空:
mytest:
@echo KBUILD_SRC = $(KBUILD_SRC)
所以该目标规则没有执行如何命令。
第二步:命令部分
目标 %config 依赖于 scripts_basic、outputmakefile、FORCE ,执行以下命令:
$(Q)$(MAKE) $(build)=scripts/kconfig $@
展开:
make -f ./scripts/Makefile.build obj=scripts/kconfig xxx_defconfig
也跟文件./scripts/Makefile.build 有关
第三步:Makefile.build
上面的分析最后指向以下两条命令:
make -f ./scripts/Makefile.build obj=scripts/basic
make -f ./scripts/Makefile.build obj=scripts/kconfig xxx_defconfig
1、 scripts_basic 目标对应的命令:
make -f ./scripts/Makefile.build obj=scripts/basic
打开文件 scripts/Makefile.build,有如下代码:
# Modified for U-Boot
prefix := tpl
src := $(patsubst $(prefix)/%,%,$(obj))
ifeq ($(obj),$(src))
prefix := spl
src := $(patsubst $(prefix)/%,%,$(obj))
ifeq ($(obj),$(src))
prefix := .
endif
endif
# The filename Kbuild has precedence over Makefile
kbuild-dir := $(if $(filter /%,$(src)),$(src),$(srctree)/$(src))
kbuild-file := $(if $(wildcard $(kbuild-dir)/Kbuild),$(kbuild-dir)/Kbuild,$(kbuild-dir)/Makefile)
include $(kbuild-file)
使用@echo打印各个变量值,结果如下:
src= scripts/basic
kbuild-dir = ./scripts/basic
kbuild-file = ./scripts/basic/Makefile
include ./scripts/basic/Makefile
其中src的值即为obj=scripts/basic的值,并且包含了scripts/basic/目录下的Makefile。
make执行时未指定目标,会执行Makefile.build中的默认目标,如下:
__build: $(if $(KBUILD_BUILTIN),$(builtin-target) $(lib-target) $(extra-y)) \
$(if $(KBUILD_MODULES),$(obj-m) $(modorder-target)) \
$(subdir-ym) $(always)
@:
其中KBUILD_BUILTIN = 1、KBUILD_MODULES = 0,展开后即为:
__build:$(builtin-target) $(lib-target) $(extra-y)) $(subdir-ym) $(always)
@:
在 scripts/Makefile.build 的默认执行目标末尾使用@echo 打印各变量值,得:
builtin-target =
lib-target =
extra-y =
subdir-ym =
always = scripts/basic/fixdep scripts/basic/bin2c
展开后只剩 always ,即 $(always) = scripts/basic/fixdep scripts/basic/bin2c,因此需要先编译scripts/basic/fixdep.c 和 scripts/basic/bin2c.c 生成fixdep、bin2c这个两个软件。
2、 %config 目标对应的命令:
make -f ./scripts/Makefile.build obj=scripts/kconfig xxx_defconfig
src的值即为obj=scripts/basic的值,所以Makefile.build中各个变量值如下:
src= scripts/kconfig
kbuild-dir = ./scripts/kconfig
kbuild-file = ./scripts/kconfig/Makefile
include ./scripts/kconfig/Makefile
include包含了./scripts/kconfig目录下的Makefile,执行make时会调用scripts/kconfig/ Makefile中的内容,此文件有如下所示内容:
%_defconfig: $(obj)/conf
$(Q)$< $(silent) --defconfig=arch/$(SRCARCH)/configs/$@ $(Kconfig)
# Added for U-Boot (backward compatibility)
%_config: %_defconfig
@:
目标%_defconfig 刚好和我们输入的 xxx_defconfig 匹配,依赖为$(obj)/conf,展开后就是 scripts/kconfig/conf,该依赖会编译 scripts/kconfig/conf.c 生成 conf 这个软件。
得到 scripts/kconfig/conf 以后就要执行目标%_defconfig 的命令:
$(Q)$< $(silent) --defconfig=arch/$(SRCARCH)/configs/$@ $(Kconfig)
将其展开就是:
@ scripts/kconfig/conf --defconfig=arch/../configs/xxx_defconfig Kconfig
结果是将配置输出到.config 文件中,最终生成 Linux 根目录下的.config 文件。
2、make 生成 vmlinux、zImag、uImag 等文件
make 或 make all //编译linux,未指定目标将执行Makefile中默认目标
_all 的依赖如下图所示:
如果 KBUILD_EXTMOD(编译模块) 为空的话 _all 依赖于all,all 定义如下:
all: vmlinux
(1)、vmlinux依赖分析:
vmlinux 依赖 scripts/link-vmlinux.sh 和 $(vmlinux-deps) ,如下:
上图第912 行定义了 vmlinux-deps,值为:
vmlinux-deps := $(KBUILD_LDS) $(KBUILD_VMLINUX_INIT) $(KBUILD_VMLINUX_MAIN)
上图第907行:
KBUILD_LDS := arch/$(SRCARCH)/kernel/vmlinux.lds
其中 SRCARCH=arm,展开即:
KBUILD_LDS= arch/arm/kernel/vmlinux.lds
综上所述,vmlinux 的依赖为:
scripts/link-vmlinux.sh、
(
h
e
a
d
−
y
)
、
(head-y) 、
(head−y)、(init-y)、
(
c
o
r
e
−
y
)
、
(core-y) 、
(core−y)、(libs-y) 、
(
d
r
i
v
e
r
s
−
y
)
、
(drivers-y) 、
(drivers−y)、(net-y)、arch/arm/kernel/vmlinux.lds 和 FORCE
重点来看一下
(head−y)、(init-y)、(core−y)、(libs-y) 、(drivers−y)和(net-y)这六个变量的值:
①head-y依赖:
head-y 定义在文件 arch/arm/Makefile 中,内容如下:
head-y := arch/arm/kernel/head$(MMUEXT).o
不使能 MMU 时 MMUEXT=-nommu,使能 MMU 时为空,因此 head-y 最终的值为:
head-y = arch/arm/kernel/head.o
②init-y、drivers-y、net-y依赖:
在顶层 Makefile 中有如下代码:
init-y := init/
drivers-y := drivers/ sound/ firmware/
net-y := net/
......
init-y := $(patsubst %/, %/built-in.o, $(init-y))
drivers-y := $(patsubst %/, %/built-in.o, $(drivers-y))
net-y := $(patsubst %/, %/built-in.o, $(net-y))
init-y、libs-y、drivers-y 和 net-y 最终的值为:
init-y = init/built-in.o
drivers-y = drivers/built-in.o sound/built-in.o firmware/built-in.o
net-y = net/built-in.o
③lib-y依赖
libs-y 基本和 init-y 一样,在顶层 Makefile 中存在如下代码:
libs-y := lib/
......
libs-y1 := $(patsubst %/, %/lib.a, $(libs-y))
libs-y2 := $(patsubst %/, %/built-in.o, $(libs-y))
libs-y := $(libs-y1) $(libs-y2)
libs-y 应该等于“lib.a built-in.o”,这个只正确了一部分!因为在 arch/arm/Makefile 中会向 libs-y 中追加一些值,代码如下:
libs-y := arch/arm/lib/ $(libs-y)
arch/arm/Makefile 将 libs-y 的值改为了:arch/arm/lib $(libs-y),展开以后为:
libs-y = arch/arm/lib lib/
libs-y 最终应该为:
libs-y = arch/arm/lib/lib.a lib/lib.a arch/arm/lib/built-in.o lib/built-in.o
④core-y依赖
core-y 和 init-y 也一样,在顶层 Makefile 中有如下代码:
core-y := usr/
......
core-y += kernel/ mm/ fs/ ipc/ security/ crypto/ block/
但是在 arch/arm/Makefile 中会对 core-y 进行追加,代码如下:
core-$(CONFIG_FPE_NWFPE) += arch/arm/nwfpe/
core-$(CONFIG_FPE_FASTFPE) += $(FASTFPE_OBJ)
core-$(CONFIG_VFP) += arch/arm/vfp/
core-$(CONFIG_XEN) += arch/arm/xen/
core-$(CONFIG_KVM_ARM_HOST) += arch/arm/kvm/
core-$(CONFIG_VDSO) += arch/arm/vdso/
# If we have a machine-specific directory, then include it in the build.
core-y += arch/arm/kernel/ arch/arm/mm/ arch/arm/common/
core-y += arch/arm/probes/
core-y += arch/arm/net/
core-y += arch/arm/crypto/
core-y += arch/arm/firmware/
core-y += $(machdirs) $(platdirs)
第 1~6 行:根据不同的配置向 core-y 追加不同的值,比如使能 VFP 的话就会在 .config 中有 CONFIG_VFP=y
这一行,那么 core-y 就会追加“arch/arm/vfp/”。
第 9~14 行:就是对 core-y 直接追加的值。
在顶层 Makefile 中有如下一行:
core-y := $(patsubst %/, %/built-in.o, $(core-y))
经过上述代码的转换,最终 core-y 的值为:
core-y = usr/built-in.o
arch/arm/vfp/built-in.o \
arch/arm/vdso/built-in.o
arch/arm/kernel/built-in.o \
arch/arm/mm/built-in.o
arch/arm/common/built-in.o \
arch/arm/probes/built-in.o
arch/arm/net/built-in.o \
arch/arm/crypto/built-in.o
arch/arm/firmware/built-in.o \
arch/arm/mach-imx/built-in.o
kernel/built-in.o\
mm/built-in.o
fs/built-in.o \
ipc/built-in.o
security/built-in.o \
crypto/built-in.o
block/built-in.o
(2)、vmlinux命令分析:
vmlinux 的依赖分析完成,接下来分析 vmlinux 执行的命令:
+$(call if_changed,link-vmlinux)
该命令最终会调用 scripts/link-vmlinux.sh 这个脚本,根据 arch/arm/kernel/vmlinux.lds 链接文件,将各个子目录下的所有 built-in.o、*.a 链接生成 vmlinux。
(3)、vmlinux生成zImag、uImag等
:
顶层Makefile中有如下定义:
include arch/$(SRCARCH)/Makefile
export KBUILD_DEFCONFIG KBUILD_KCONFIG
展开即:
include arch/arm/Makefile
在 arch/arm/Makefile 中的默认执行目标如下:
展开即:
all : zImag dtbs
arch/arm/Makefile 中还有如下定义:
BOOT_TARGETS = zImage Image xipImage bootpImage uImage
INSTALL_TARGETS = zinstall uinstall install
PHONY += bzImage $(BOOT_TARGETS) $(INSTALL_TARGETS)
$(BOOT_TARGETS): vmlinux
$(Q)$(MAKE) $(build)=$(boot) MACHINE=$(MACHINE) $(boot)/$@
展开即:
zImage Image xipImage bootpImage uImage: vmlinux
$(Q)$(MAKE) $(build)=$(boot) MACHINE=$(MACHINE) $(boot)/$@
Makefile 默认执行的目标依赖于 zImag ,要编译 zImage,那么命令展开以后如下所示:
@ make -f ./scripts/Makefile.build obj=arch/arm/boot MACHINE=arch/arm/boot/zImage
是使用 scripts/Makefile.build 文件来完成 vmlinux 到 zImage 的转换。
【IMX6ULL学习笔记】八、Linux启动流程
https://www.cnblogs.com/KuDianWanJia/p/17130305.html
一、链接脚本 vmlinux.lds
Linux 内核的链接脚本文件 arch/arm/kernel/vmlinux.lds 中有如下代码:
ENTRY 指明了了 Linux 内核入口,入口为 stext,stext 定义在文件 arch/arm/kernel/head.S 中。
二、Linux 内核启动流程分析
1、Linux 内核入口 stext
stext 是 Linux 内核的入口地址,在文件 arch/arm/kernel/head.S 中有如下所示提示内容:
/*
- Kernel startup entry point.
-
- This is normally called from the decompressor code. The requirements
- are: MMU = off, D-cache = off, I-cache = dont care, r0 = 0,
- r1 = machine nr, r2 = atags or dtb pointer.
…
Linux 内核启动之前要求如下:
①、关闭 MMU。
②、关闭 D-cache。
③、I-Cache 无所谓。
④、r0=0。
⑤、r1=machine nr(也就是机器 ID)。
⑥、r2=atags 或者设备树(dtb)首地址。
Linux 内核的入口点 stext 其实相当于内核的入口函数,stext 函数内容如下:
80 ENTRY(stext)
…
91 @ ensure svc mode and all interrupts masked
92 safe_svcmode_maskall r9
93
94 mrc p15, 0, r9, c0, c0 @ get processor id
95 bl __lookup_processor_type @ r5=procinfo r9=cpuid
96 movs r10, r5 @ invalid processor (r5=0)?
97 THUMB( it eq ) @ force fixup-able long branch encoding
98 beq __error_p @ yes, error ‘p’
99
…
107
108 #ifndef CONFIG_XIP_KERNEL
…
113 #else
114 ldr r8, =PLAT_PHYS_OFFSET @ always constant in this case
115 #endif
116
117 /*
118 * r1 = machine no, r2 = atags or dtb,
119 * r8 = phys_offset, r9 = cpuid, r10 = procinfo
120 /
121 bl __vet_atags
…
128 bl __create_page_tables
129
130 /
131 * The following calls CPU specific code in a position independent
132 * manner. See arch/arm/mm/proc-*.S for details. r10 = base of
133 * xxx_proc_info structure selected by __lookup_processor_type
134 * above. On return, the CPU will be ready for the MMU to be
135 * turned on, and r0 will hold the CPU control register value.
136 */
137 ldr r13, =__mmap_switched @ address to jump to after
138 @ mmu has been enabled
139 adr lr, BSYM(1f) @ return (PIC) address
140 mov r8, r4 @ set TTBR1 to swapper_pg_dir
141 ldr r12, [r10, #PROCINFO_INITFUNC]
142 add r12, r12, r10
143 ret r12
144 1: b __enable_mmu
145 ENDPROC(stext)
第 92 行:调用函数 safe_svcmode_maskall 确保 CPU 处于 SVC 模式,并关闭所有中断,定义arch/arm/include/asm/assembler.h 中。
第 94 行:读处理器 ID,ID 值保存在 r9 寄存器中。
第 95 行:调用函数__lookup_processor_type 检查当前系统是否支持此 CPU,如果支持就获取 procinfo 信息。 procinfo 是 proc_info_list 类型的结构体,在 arch/arm/include/asm/procinfo.h 中的定义如下:
struct proc_info_list {
unsigned int
cpu_val;
unsigned int cpu_mask;
unsigned long __cpu_mm_mmu_flags; /* used by head.S /
unsigned long __cpu_io_mmu_flags; / used by head.S /
unsigned long __cpu_flush; / used by head.S */
const char
*arch_name;
const char
*elf_name;
unsigned int elf_hwcap;
const char
*cpu_name;
struct processor *proc;
struct cpu_tlb_fns *tlb;
struct cpu_user_fns *user;
struct cpu_cache_fns *cache;
};
Linux 内核将每种处理器都抽象为一个 proc_info_list 结构体,每种处理器都对应一个procinfo。因此可以通过处理器 ID 来找到对应的 procinfo 结构,__lookup_processor_type 函数找到对应处理器的 procinfo 以后会将其保存到 r5 寄存器中。
第 121 行:调用函数__vet_atags 验证 atags 或设备树(dtb)的合法性。函数__vet_atags 定义在文件 arch/arm/kernel/head-common.S 中。
第 128 行:调用函数__create_page_tables 创建页表。
第 137 行:将函数__mmap_switched 的地址保存到 r13 寄存器中。定义在文件 arch/arm/kernel/head-common.S中,函数__mmap_switched 最终会调用 start_kernel 函数。
第 144 行:调用__enable_mmu函数使能 MMU ,__enable_mmu 定义在文件 arch/arm/kernel/head.S 中。__enable_mmu 会通过调用__turn_mmu_on来打开 MMU,__turn_mmu_on 最后会执行 r13 里面保存的__mmap_switched 函数。
2、__mmap_switched 函数
__mmap_switched 函数定义在文件 arch/arm/kernel/head-common.S 中,最终调用 start_kernel 来启动 Linux 内核。
3、start_kernel 函数
start_kernel 函数定义在文件 init/main.c 中。start_kernel 里面调用了大量的函数来启动 Linux 内核,最后调用了 rest_init。
4、rest_init 函数
rest_init 函数定义在文件 init/main.c 中,函数内容如下:
383 static noinline void __init_refok rest_init(void)
384 {
385 int pid;
386
387 rcu_scheduler_starting();
388 smpboot_thread_init();
389 /*
390 * We need to spawn init first so that it obtains pid 1, however
391 * the init task will end up wanting to create kthreads, which,
392 * if we schedule it before we create kthreadd, will OOPS.
393 /
394 kernel_thread(kernel_init, NULL, CLONE_FS);
395 numa_default_policy();
396 pid = kernel_thread(kthreadd, NULL, CLONE_FS | CLONE_FILES);
397 rcu_read_lock();
398 kthreadd_task = find_task_by_pid_ns(pid, &init_pid_ns);
399 rcu_read_unlock();
400 complete(&kthreadd_done);
401
402 /
403 * The boot idle thread must execute schedule()
404 * at least once to get things moving:
405 /
406 init_idle_bootup_task(current);
407 schedule_preempt_disabled();
408 / Call into cpu_idle with preempt disabled */
409 cpu_startup_entry(CPUHP_ONLINE);
410 }
第 387 行:调用函数 rcu_scheduler_starting,启动 RCU 锁调度器
第 394 行:调用函数 kernel_thread 创建 kernel_init 进程,也就是 init 内核进程。init 进程的 PID 为 1。
第 396 行:调用函数 kernel_thread 创建 kthreadd 内核进程,此内核进程的 PID 为 2。kthreadd 进程负责所有内核进程的调度和管理。
第 409 行:最后调用函数 cpu_startup_entry 来进入 idle 进程。
在 Linux 终端中输入“ps -A”就可以打印出当前系统中的所有进程
5、init 进程
kernel_init 函数就是 init 进程具体做的工作,定义在文件 init/main.c 中,函数内容如下:
928 static int __ref kernel_init(void unused)
929 {
930 int ret;
931
932 kernel_init_freeable(); / init 进程的一些其他初始化工作 /
933 / need to finish all async __init code before freeing the memory /
934 async_synchronize_full(); / 等待所有的异步调用执行完成 /
935 free_initmem(); / 释放 init 段内存 /
936 mark_rodata_ro();
937 system_state = SYSTEM_RUNNING; / 标记系统正在运行 /
938 numa_default_policy();
939
940 flush_delayed_fput();
941
942 if (ramdisk_execute_command) {
943 ret = run_init_process(ramdisk_execute_command);
944 if (!ret)
945 return 0;
946 pr_err(“Failed to execute %s (error %d)\n”,
947 ramdisk_execute_command, ret);
948 }
949
950 /
951 * We try each of these until one succeeds.
952 *
953 * The Bourne shell can be used instead of init if we are
954 * trying to recover a really broken machine.
955 */
956 if (execute_command) {
957 ret = run_init_process(execute_command);
958 if (!ret)
959 return 0;
960 panic(“Requested init %s failed (error %d).”,
961 execute_command, ret);
962 }
963 if (!try_to_run_init_process(“/sbin/init”) ||
964 !try_to_run_init_process(“/etc/init”) ||
965 !try_to_run_init_process(“/bin/init”) ||
966 !try_to_run_init_process(“/bin/sh”))
967 return 0;
968
969 panic("No working init found. Try passing init= option to kernel. "
970 “See Linux Documentation/init.txt for guidance.”);
971 }
第 932 行:kernel_init_freeable 用于完成 init 进程的一些初始化工作。
第 940 行:ramdisk_execute_command 是一个全局的 char 指针变量,此变量值为“/init”,也就是根目录下的 init 程序。ramdisk_execute_command 也可以通过 uboot 传递,在 bootargs 中使用“rdinit=xxx”即可,xxx 为具体的 init 程序名字。
第 943 行:如果存在“/init”程序就通过函数 run_init_process 运行此程序。
第 956 行:如果 ramdisk_execute_command 为空就看 execute_command 是否为空,不管如何一定要在根文件系统中找到一个 init 程序。execute_command 的值是通过 uboot 传递,在 bootargs 中用“init=xxxx”就可以了,比如 “init=/linuxrc” 表示根文件系统中的 linuxrc 为要执行的用户空间init程序。
第 963~966 行:如果 ramdisk_execute_command 和 execute_command 都为空,那么就依次查找“/sbin/init”、“/etc/init”、“/bin/init”和“/bin/sh”,这四个相当于备用 init 程序,如果这四个也不存在,那么 Linux 启动失败!
第 969 行:如果以上步骤都没有找到用户空间的 init 程序,那么就提示错误发生!
kernel_init_freeable 定义在文件 init/main.c 中,缩减后内容如下:
973 static noinline void __init kernel_init_freeable(void)
974 {
975 /*
976 * Wait until kthreadd is all set-up.
977 /
978 wait_for_completion(&kthreadd_done);/ 等待 kthreadd 进程准备就绪 /
…
998
999 smp_init(); / SMP 初始化 /
1000 sched_init_smp(); / 多核(SMP)调度初始化 /
1001
1002 do_basic_setup(); / 设备初始化都在此函数中完成 /
1003
1004 / Open the /dev/console on the rootfs, this should never fail */
1005 if (sys_open((const char __user ) “/dev/console”, O_RDWR, 0) < 0)
1006 pr_err(“Warning: unable to open an initial console.\n”);
1007
1008 (void) sys_dup(0);
1009 (void) sys_dup(0);
1010 /
1011 * check if there is an early userspace init. If yes, let it do
1012 * all the work
1013 */
1014
1015 if (!ramdisk_execute_command)
1016 ramdisk_execute_command = “/init”;
1017
1018 if (sys_access((const char __user ) ramdisk_execute_command, 0) != 0) {
1019 ramdisk_execute_command = NULL;
1020 prepare_namespace();
1021 }
1022
1023 /
1024 * Ok, we have completed the initial bootup, and
1025 * we’re essentially up and running. Get rid of the
1026 * initmem segments and start the user-mode stuff…
1027 *
1028 * rootfs is available now, try loading the public keys
1029 * and default modules
1030 */
1031
1032 integrity_load_keys();
1033 load_default_modules();
1034 }
第 1002 行:do_basic_setup 函数用于完成 Linux 下设备驱动初始化工作,非常重要!do_basic_setup 会调用 driver_init 函数完成 Linux 下驱动模型子系统的初始化。
第 1005 行:打开设备“/dev/console”,在 Linux 中一切皆为文件!因此 “/dev/console” 也是一个文件,此文件为控制台设备。每个文件都有一个文件描述符,此处打开的 “/dev/console” 文件描述符为 0,作为标准输入(0)。
第 1008 和 1009 行:sys_dup 函数将标准输入(0)的文件描述符复制了 2 次,一个作为标准输出(1),一个作为标准错误(2)。这样标准输入、输出、错误都是 /dev/console 了。console 通过 uboot 的 bootargs 环境变量设置, “console=ttymxc0,115200” 表示将 /dev/ttymxc0 设置为 console,也就是 I.MX6U 的串口 1。当然,也可以设置其他的设备为 console,如虚拟控制台tty1,设置 tty1 为 console 就可以在 LCD 屏幕上看到系统的提示信息。
第 1020 行:调用函数 prepare_namespace 来挂载根文件系统。根文件系统也是由命令行参数指定的,即 bootargs 环境变量。比如“root=/dev/mmcblk1p2 rootwait rw”就表示根文件系统在/dev/mmcblk1p2 中,也就是 EMMC 的分区 2 中。