Linux内核启动过程分析

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

~ ~

| Command line | (Can also be below the X+10000 mark)

X+10000 +------------------------+

| Stack/heap | For use by the kernel real-mode code.

X+08000 +------------------------+

| Kernel setup | The kernel real-mode code.

| Kernel boot sector | The kernel legacy boot sector.

X +------------------------+

| Boot loader | <- Boot sector entry point 0000:7C00

001000 +------------------------+

| Reserved for MBR/BIOS |

000800 +------------------------+

| Typically used by MBR |

000600 +------------------------+

| BIOS use only |

000000 +------------------------+

这里程序段地址是由grub的大小来决定的。地址X应该在bootloader所允许的范围内尽可能地低。

2、BIOS POST过程

传统意义上，由于CPU加电之后，CPU只能访问ROM或者RAM里的数据，而这个时候是没有计算机操作系统的，所以需要有一段程序能够完成加载存储在非易失性存储介质（比如硬盘）上的操作系统到RAM中的功能。这段程序存储在ROM里，BIOS就是这类程序中的一种。对于BIOS，主要由两家制造商制造，驻留在主板的ROM里。有了BIOS,硬件制造商可以只需要关注硬件而不需要关注软件。BIOS的服务程序，是通过调用中断服务程序来实现的。BIOS加载bootloader程序，Bootloader也可以通过BIOS提供的中断，向BIOS

获取系统的信息。整个过程如下：

（1）电源启动时钟发生器并在总线上产生一个#POWERGOOD的中断。

（2）产生CPU的RESET中断（此时CPU处于8086工作模式）。

（3）进入BIOS POST代码处：%ds=%es=%fs=%gs=%ss=0,%cs=0xFFFF0000,%eip = 0x0000FFF0 (ROM BIOS POST code，指令指针eip，数据段寄存器ds，代码段寄存器cs）。

（4）在中断无效状态下执行所有POST检查。

（5）在地址0初始化中断向量表IVT。

（6）0x19中断：以启动设备号为参数调用BIOS启动装载程序。这个程序从启动设备(硬盘)的0扇面1扇区读取数据到内存物理地址0x7C00处开始装载。这个0扇面1扇区称为Boot sector(引导扇区)，共512字节，也称为MBR。

就是说，CPU 在BIOS 的入口（CS:IP=FFFF:0000）处执行BIOS的汇编程序，BIOS 程序功能有系统硬件的检测，提供中断访问接口以访问硬件。而后被BIOS程序通过中断

0x19调用磁盘MBR上的bootloader程序，将bootloader程序加载到ox7c00处，而后跳转到0x7c00,这样，位于0x7c00处的bootloader程序，就可以执行了。

从BIOS执行MBR中的bootloader程序开始，就是linux的代码在做的事情了。

3、Bootloader过程

bootloader程序是为计算机加载（load）计算机操作系统的。boot（引导）是bootstrap 的简写，bootstrap是引导指令的意思。bootloader程序通常位于硬盘上，被BIOS调用，用于加载内核。在PC机上常见的bootloader主要有grub、lilo、syslinux等。

GRUB（GRand Unified Bootloader）是当前linux诸多发行版本默认的引导程序。嵌入式

系统上，最常见的bootloader是U-BOOT。这样的bootloader一般位于MBR的最前部。在linux系统中，bootloader也可以写入文件系统所在分区中。比如，grub程序就非常强大。Gurb运行后，将初始化设置内核运行所需的环境。然后加载内核镜像。

grub磁盘引导全过程：

（1）stage1: grub读取磁盘第一个512字节（硬盘的0道0面1扇区，被称为MBR（主引导记录）,也称为bootsect）。MBR由一部分bootloader的引导代码、分区表和魔数三部分组成。

（2）stage1_5: 识别各种不同的文件系统格式。这使得grub识别到文件系统。

（3）stage2: 加载系统引导菜单(/boot/grub/menu.lst或grub.lst)，加载内核vmlinuz 和RAM磁盘initrd。

4、内核启动过程

内核映像文件vmlinuz：包含有linux内核的静态链接的可执行文件，传统上，vmlinux 被称为可引导的内核镜像。vmlinuz是vmlinux的压缩文件。其构成如下：（1）第一个512字节（以前是在arch/i386/boot/bootsect.S）;

（2）第二个，一段代码，若干个不多于512字节的段（以前是在arch/i386/boot/setup.S）;

（3）保护模式下的内核代码(在arch/x86/boot/main.c)。

bzImage文件：使用make bzImage命令编译内核源代码，可以得到采用zlib算法压缩的zImage文件，即big zImage文件。老的zImage解压缩内核到低端内存，bzImage则解压缩内核到高端内存（1M（0x100000）以上），在保护模式下执行。bzImage文件一般包含有vmlinuz、bootsect.o、setup.o、解压缩程序misc.o、以及其他一些相关文件（如piggy.o）。注意，在Linux 2.6内核中，bootsect.S和setup.S被整合为header.S。

initramfs(或initrd)文件：initrd是initialized ram disk的意思。主要用于加载硬件驱动模块，辅助内核的启动，挂载真正的根文件系统。

例如，我电脑上的grub启动项如下（在/boot/grub/grub.lst中）：

title Fedora (2.6.35.10-74.fc14.i686)

root (hd0,0)

kernel /vmlinuz-2.6.35.10-74.fc14.i686 ro root=/dev/mapper/VolGroup-lv_root

rd_LVM_LV=VolGroup/lv_root rd_LVM_LV=VolGroup/lv_swap rd_NO_LUKS rd_NO_MD

rd_NO_DM LANG=zh_CN.UTF-8 KEYBOARDTYPE=pc KEYTABLE=us rhgb quiet

initrd /initramfs-2.6.35.10-74.fc14.i686.img

内核的执行参数可以控制内核的行为，比如ro参数告诉内核，以只读方式挂载根分区，而quiet则告诉内核，启动的时候不要打印任何信息。这些参数不光影响内核的执行，大多数的发行版也使用这些参数控制启动完毕以后后续的动作。这些参数可以在任何时候从

/proc/cmdline 这个文件中获得。现在，grub找到了内核

(hd0,0)/boot/vmlinuz-2.6.35.10-74.fc14.i686，它将整个电脑的控制权交给了这个程序，内核开始进行各种初始化的动作，你可以将quiet参数去掉，以便看看内核都做了哪些事情，也可以在系统启动成功以后，使用dmesg这个命令查看内核启动的时候，都打印了哪些东西。

启动过程是和体系结构相关的，对于2.6内核，x86体系结构，CPU在上电初始化时，指令寄存器CS:EIP总是被初始化为固定值，这就是CPU复位后的第一条指令的地址。对于32位地址总线的系统来说，4GB的物理空间至少被划分为两个部分，一部分是内存的地址

空间，另外一部分地址空间用于对BIOS芯片存储单元进行寻址。x86复位后工作在实模式下，该模式下CPU的寻址空间为1MB。CS:IP的复位值是FFFF:0000，物理地址为FFFF0。主板设计者必须保证把这个物理地址映射到BIOS芯片上，而不是RAM上。

装载Linux内核的第一步应该是加载实模式代码（boot sector和setup代码??，然后检查偏移0x01f1处的头部（header）中的各个参数值。实模式的代码总共有32K，但是boot loader可以选择只装载前面的两个扇区（1K），然后检查bootup扇区的大小。

header中各个域的格式如下：

Offset/Size Proto Name Meaning

01F1/1 ALL(1 setup_sects The size of the setup in sectors

01F2/2 ALL root_flags If set, the root is mounted readonly

01F4/4 2.04+ syssize The size of the 32-bit code in 16-byte paras

01F8/2 ALL ram_size DO NOT USE - for bootsect.S use only

01FA/2 ALL vid_mode Video mode control

01FC/2 ALL root_dev Default root device number

01FE/2 ALL boot_flag 0xAA55 magic number

0200/2 2.00+ jump Jump instruction

0202/4 2.00+ header Magic signature "HdrS"

0206/2 2.00+ version Boot protocol version supported

0208/4 2.00+ realmode_swtch Boot loader hook (see below)

020C/2 2.00+ start_sys_seg The load-low segment (0x1000) (obsolete)

020E/2 2.00+ kernel_version Pointer to kernel version string

0210/1 2.00+ type_of_loader Boot loader identifier

0211/1 2.00+ loadflags Boot protocol option flags

0212/2 2.00+ setup_move_size Move to high memory size (used with hooks)

0214/4 2.00+ code32_start Boot loader hook (see below)

0218/4 2.00+ ramdisk_image initrd load address (set by boot loader)

021C/4 2.00+ ramdisk_size initrd size (set by boot loader)

0220/4 2.00+ bootsect_kludge DO NOT USE - for bootsect.S use only

0224/2 2.01+ heap_end_ptr Free memory after setup end

0226/1 2.02+ ext_loader_ver Extended boot loader version

0227/1 2.02+ ext_loader_type Extended boot loader ID

0228/4 2.02+ cmd_line_ptr 32-bit pointer to the kernel command line

022C/4 2.03+ ramdisk_max Highest legal initrd address

0230/4 2.05+ kernel_alignment Physical addr alignment required for kernel

0234/1 2.05+ relocatable_kernel Whether kernel is relocatable or not

0235/1 2.10+ min_alignment Minimum alignment, as a power of two

0236/2 N/A pad3 Unused

0238/4 2.06+ cmdline_size Maximum size of the kernel command line

023C/4 2.07+ hardware_subarch Hardware subarchitecture

0240/8 2.07+ hardware_subarch_data Subarchitecture-specific data

0248/4 2.08+ payload_offset Offset of kernel payload

024C/4 2.08+ payload_length Length of kernel payload

0250/8 2.09+ setup_data 64-bit physical pointer to linked list of struct setup_data

0258/8 2.10+ pref_address Preferred loading address

0260/4 2.10+ init_size Linear memory required during initialization https://www.360docs.net/doc/aa16176688.html,/儒道至圣最新章节

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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

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linux、内核源码、内核编译与配置、内核模块开发、内核启动流程（转） linux是如何组成的？答：linux是由用户空间和内核空间组成的为什么要划分用户空间和内核空间？答：有关CPU体系结构，各处理器可以有多种模式，而LInux这样的划分是考虑到系统的安全性，比如X86可以有4种模式RING0~RING3 RING0特权模式给LINUX内核空间RING3给用户空间 linux内核是如何组成的？答：linux内核由SCI（System Call Interface）系统调用接口、PM（Process Management）进程管理、MM（Memory Management）内存管理、Arch、 VFS（Virtual File Systerm）虚拟文件系统、NS（Network Stack）网络协议栈、DD（Device Drivers）设备驱动 linux 内核源代码 linux内核源代码是如何组成或目录结构？答：arc目录存放一些与CPU体系结构相关的代码其中第个CPU子目录以分解boot,mm,kerner等子目录 block目录部分块设备驱动代码 crypto目录加密、压缩、CRC校验算法 documentation 内核文档 drivers 设备驱动 fs 存放各种文件系统的实现代码 include 内核所需要的头文件。与平台无关的头文件入在include/linux子目录下，与平台相关的头文件则放在相应的子目录中 init 内核初始化代码 ipc 进程间通信的实现代码 kernel Linux大多数关键的核心功能者是在这个目录实现（程序调度，进程控制，模块化） lib 库文件代码 mm 与平台无关的内存管理，与平台相关的放在相应的arch/CPU目录net 各种网络协议的实现代码，注意而不是驱动 samples 内核编程的范例 scripts 配置内核的脚本 security SElinux的模块 sound 音频设备的驱动程序 usr cpip命令实现程序 virt 内核虚拟机内核配置与编译一、清除 make clean 删除编译文件但保留配置文件

linux grub 引导启动过程详解

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启动过程详解

深入浅出：Linux的启动流程刨析 Linux的启动过程，是一个Linuxer必须要熟练掌握的。通过系统的启动过程，可以更深入的理解Linux，假如Linux系统出问题的话，可以通过启动过程来分析原因，解决问题。而且，在掌握了Linux的启动流程后，还可以借助宿主机来打造自己的Linux。下面是我画的一张简单的Linux启动流程图在了解启动流程之前，我们应该先知道系统的几个重要脚本和配置文件，他们对应的路径为： 1、/sbin/init 2、/etc/inittab 3、/etc/rc.d/rc.sysinit 4、/etc/rc.d/rcN.d //这是几个文件夹N代表数字1，2，3，4.. 5、/etc/fstab 1、关于/sbin/init与/etc/inittab 关于/sbin/init ，它是一个二进制可执行文件，为系统的初始化程序，而/etc/inittab是它的配置文件，我们可以通过/etc/inittab来一睹它的功能，里面的内容是一种固定的文本格式，id：runlevels：action：process 我们来通过它的内容来学习它之前，先了解写运行级别的分类（0-6）： 0：关机half

1：单用户模式singel user 2：多用户模式multi user ，不提供nfs服务without nfs 3：完全多用户字符模式full multiuser text mod 4：系统预留officially undefined 5：图形登录界面graphical login 6：重启reboot id:3:initdefault: //这里定义linux的启动时的运行级别，可以看到我的主机的启动级别是3 # System initialization. si::sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit //紧接着，运行系统第一个脚本/etc/rc.d/rc/sysinit //它的action:sysyinit指的是定义系统初始化过程 l0:0:wait:/etc/rc.d/rc 0 l1:1:wait:/etc/rc.d/rc 1 l2:2:wait:/etc/rc.d/rc 2 //然后就是加载服务了，他们被定义在/etc/rc.d/rcN.d l3:3:wait:/etc/rc.d/rc 3 //action：waite 这个进程在在对应级别启动一次，知道它结束为止，我的系统启动级别为3，所有执行rc 3对应的服务 l4:4:wait:/etc/rc.d/rc 4 l5:5:wait:/etc/rc.d/rc 5 l6:6:wait:/etc/rc.d/rc 6 ca::ctrlaltdel:/sbin/shutdown -t3 -r now //这里定义了一个组合快捷键，熟悉吧，没错就是重启，你可以把它注释掉不用 pf::powerfail:/sbin/shutdown -f -h +2 "Power Failure; System Shutting Down"//这里定义了ups电源，powerfail 指的是如果突然断电，它对应的process命令是，提示用户系统电源失效，将要关机，提醒用户把数据都存储好 pr:12345:powerokwait:/sbin/shutdown -c "Power Restored; Shutdown Cancelled"//这里的action,powerokwaite，指的是系统恢复供电，关机取消...

1:2345:respawn:/sbin/mingetty tty1 //开启终端，在系统准备工作做好后，就会启动出6个终端，tty1～6 mingetyy就是终端的执行命令 2:2345:respawn:/sbin/mingetty tty2 //可以看到他们对应的级别是2345，你也可以注释

linux内核启动时几个关键地址

linux内核启动时几个关键地址 1、名词解释 ZTEXTADDR 解压代码运行的开始地址。没有物理地址和虚拟地址之分，因为此时MMU处于关闭状态。这个地址不一定时RAM的地址，可以是支持读写寻址的flash等存储中介。 ZRELADDR 内核启动在RAM中的物理地址。压缩的内核映像被解压到这个地址，然后执行。 This is the address where the decompressed kernel will be written, and eventually executed. The following constraint must be valid: __virt_to_phys(TEXTADDR) == ZRELADDR The initial part of the kernel is carefully coded to be position independent. TEXTADDR 内核启动的虚拟地址，与ZRELADDR相对应。一般内核启动的虚拟地址为RAM的第一个bank地址加上0x8000。 TEXTADDR = PAGE_OFFSET + TEXTOFFST Virtual start address of kernel, normally PAGE_OFFSET + 0x8000.This is where the kernel image ends up. With the latest kernels, it must be located at 32768 bytes into a 128MB region. Previous kernels placed a restriction of 256MB here. TEXT_OFFSET 内核偏移地址，即内核起始位置相对于内存起始位置的偏移，对于相对于物理内存还是相对于虚拟内存都是一样的结果。在arch/arm/makefile中设定。 PHYS_OFFSET RAM第一个bank的物理起始地址，即物理内存的起始地址。 Physical start address of the first bank of RAM. PAGE_OFFSET RAM第一个bank的虚拟起始地址，即内核虚拟地址空间的起始地址。 2、小结从上面分析可知道，linux内核被bootloader拷贝到RAM后，解压代码从ZTEXTADDR开始运行（这段代码是与位置无关的PIC）。内核被解压缩到ZREALADDR处，也就是内核启动的物理地址处。相应地，内核启动的虚拟地址被设定为TEXTADDR，满足如下条件： TEXTADDR = PAGE_OFFSET + TEXT_OFFSET 内核启动的物理地址和虚拟地址满足入下条件： ZRELADDR == virt_to_phys(PAGE_OFFSET + TEXT_OFFSET)= virt_to_phys(TEXTADDR) 假定开发板为smdk2410，则有：内核启动的虚拟地址 TEXTADDR = 0xC0008000 内核启动的物理地址 ZRELADDR = 0x30008000 如果直接从flash中启动还需要设置ZTEXTADDR地址。

Linux启动全过程-由bootloader到fs

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)

简析linux内核的内核执行流程图

简析linux核的执行流程 ----从bootsect.s到main.c（核版本0.11）Linux启动的第一阶段（从开机到main.c） 3个任务： A、启动BIOS，准备实模式下的中断向量表和中断服务程序。 B、从启动盘加载操作系统程序到存。 C、为执行32的main函数做过渡准备。存变化如下： ①、0xFE000到0xFFFFF是BIOS启动块，其中上电后第一条指令在0xFFFF0。 ②、而后0x00000到0x003FF总共1KB存放中断向量表，而接下去的地址到0x004FF共256B存放BIOS数据，从0x0E05B 开始的约8KB的存中存放中断服务程序。 ③、利用BIOS中断0x19h把硬盘的第一扇区bootsect.s的代码加载到存中，即0x07c00处，后转到该处执行。 ④、将bootsect.s的代码复制到0x90000处。 ⑤、利用中断0x13h将setup.s程序加载到存0x90200处。 ⑥、再将剩余的约240个扇区的容加载到0x10000~0x2EFFF 处。 ⑦、开始转到setup.s处执行，第一件事就利用BIOS提供的中断服务程序从设备上获取核运行的所需系统数据并存在0x90000的地址处，这时将原来bootsect.s的代码覆盖得只剩2Byte的空间。

⑧、关中断并将系统代码复制到0x00000处，将原来放在这里的中断向量表与BIOS数据区覆盖掉，地址围是 0x00000~0x1EFFF。同时制作两表与两寄存器。 ⑨开地址线A20，寻址空间达到4GB，后对8259重新编程，改变中断号。 ⑩、转到head.s（大小是25K+184B）执行，执行该程序完后是这样的： 0x00000~0x04FFF:页目录与4个页表，每一项是4KB,共20KB；0x05000~0x05400:共1KB的空间是软盘缓冲区； 0x05401~0x054b8:共184B没用； 0x054b9~0x05cb8：共2KB的空间存中断描述符表； 0x05cb9~0x064b8：共2KB的空间存全局描述符表；之后就是main函数的代码了！第二阶段、从main.c函数到系统准备完毕阶段。第一步：创建进程0，并让进程0具备在32位保护模式下载主机中的运算能力。流程是：复制根设备和硬盘参数表（main.c中的102、110、111行）物理存规划格局（main.c的112行~126行，其中有 rd_init函数定义在kernel/ramdisk.c中，此函数用于虚拟盘初始化；而mem_init函数是用于存管理结构初始化，定义在mem/memory.c中，该函数页面使用

ARM体系架构下的linux启动之一,从bootloader到linux内核

ARM体系架构下的linux启动之一，从bootloader到 linux内核 1. bootloader 的启动bootloader 本身叫做嵌入式系统的引导程序。但是，它支持X86,MIPS,PowerPC,ARM 等多种体系架构。对于操作系统的启动来讲，当机器开始上电时，首先加载bootloader，它用来完成最基本的硬件的初始化，然后加载Linux 内核。用于ARM 的bootloader 一般为U-BOOT，用它来完成对linux 内核的加载设置，一般bootloader 烧写在开发板的Flash 里，包括Nor Flash 或Nand Flash，其中由于NorFlash 支持芯片内执行XIP(eXcute In Place)，代码可以直接在FLASH 上执行，而NandFlash 需要把代码拷到RAM 中再去执行。但是 RAM 的处理速度比Flash 的处理速度要快得多，一般仍然把代码放在RAM 中执行。一般的bootloader 需要完成以下五种功能： 1)RAM 的初始化：为调用linux 内核做准备。 2)串口的初始化：由于一般的嵌入式系统开发板上没有视频终端，只能用串口进行开发，串口的初始化非常重要。 3)检测处理器类型：用来预处理加载内核的处理器类型的传递工作。 4)设置Linux 的启动参数：包括加载地址，启动方式（从本地分区或NFS 进行根文件系统加载），以及Linux 根文件系统的加载方式。通常用一个标记列表来记录linux 内核启动的各个参数。 5)调用linux 内核镜像：此时ARM 的处理器中的几个特殊的寄存器值： r0=0,r1=处理器类型,r2=标记列表在RAM 中的位置。 2. linux kernel 的启动分析

Linux内核启动流程分析(一)

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

嵌入式linux系统地启动过程

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。

Linux内核开发工具介绍(2)

Linux内核开发工具介绍对内核进行正确配置后，才能进行编译。配置不当的内核，很有可能编译出错，或者不能正确运行。 1.1.1 快速配置内核进入Linux内核源码数顶层目录，输入make menuconfig命令，可进入如图错误!文档中没有指定样式的文字。.1所示的基于Ncurses的Linux内核配置主界面（注意：主机须安装ncurses相关库才能正确运行该命令并出现配置界面）。如果没有在Makefile中指定ARCH，则须在命令行中指定： $ make ARCH=arm menuconfig 图错误!文档中没有指定样式的文字。.1基于Ncurses的Linux内核配置主界面基于Ncurses的Linux内核配置界面不支持鼠标操作，必须用键盘操作。基本操作方法： ?通过键盘的方向键移动光标，选中的子菜单或者菜单项高亮； ?按TAB键实现光标在菜单区和功能区切换； ?子菜单或者选项高亮，将光标移功能区选中