linux内核启动流程略解

        说明：本文档基于linux内核3.4.43版本。本文档只是对内核启动流程做很粗略的讲解，没有具体讲解某个模块，这也没办法，内核太庞大了。

        大体上如下图所示，将内核启动分为三个阶段：

                         

一、引导阶段

        内核入口可根据链接脚本确定，这里不讨论。我这边的入口是arch/arm/kernel/head.S的ENTRY(stext)。汇编阶段做了很多东西比如，关中断，获取处理器ID等，这里不理会，只管几个关键的：

                      

        1、__lookup_processor_type：这个主要是检查一下，处理器的类型，看看是否支持linux启动，

        2、__create_page_tables：创建一级页表，也叫创建粗页表，这个比较重要，但是我看不懂，对我工作一点影响都没有，所以懒得深究。主要作用是便于访问内存。

        3、__mmap_switched:这是在使能MMU后跳转的函数，是个关键的跳转函数，细节没看，直接看b   start_kernel这行，start_hernel就是进入了C语言阶段。我这边对应文件是init/main.c

二、初始化阶段

        初始化阶段做了很多初始化，每个初始化都可以独立一个模块讲解，这里暂时不分析那么多，只管两个简单的printk、还有console_init。

                         

        1、printk，这个其实没什么。你就当文件系统层的printf使用就行，只是多了打印级别这一项，这主要是内核打印太多，做了一个调试处理。打印级别宏定义在include/linux/printk.h中，源码如下图：

        一共8个级别，使用时设计的级别，会打印出比级别高的，比如设置级别6时，0到6都会打印。各个级别的意思，都有英文注释，这里就不讲解了。

        2、console_init：控制台初始化，将控制台初始化成uboot环境变量传过来的console，之后用户打印的信息才能被显示出来，也就是内核打印中，时间全为0的地方，都在这个地方，瞬间将之前缓存的，全部打印出去。

        跳入rest_init函数继续初始化

        rest_init非常关键，这里现象了三大内核进程（内核中，线程进程可混为一谈）。如下图

        三大内核进程简介：

        1、idle进程，这是唯一一个不是kernel_thread创建的，这个idle进程最终的归属是“睡觉”，也就是机器运行内核没事做的时候就执行idle进程“睡觉”，有事做的时候才起来。

        2、kthreadd进程，这是个守护进程，这个进程天生就是“老板”，用于管理内核空间，复制所有线程调度和管理。

        3、kernel_init进程，这是所有用户空间进程的“老爸”进程，当然要成为“老爸”进程之前是要经过一定的折腾的，也就是接下来的busybox阶段。

三、busyBox阶段

        busybox在这里大概的意思是linux内核提供给用户使用的工具箱。大致流程如下：

                   

        kernel_init函数做了很多准备工作，其实当然有重要的驱动初始化，驱动初始化在do_basic_setup中，这里暂时不分析，这里只简练的分析一下：控制台设备、文件系统挂载、init进程交接：

        1、控制台设备：由sys_open打开 "/dev/console"，其实就是串口设备，然后sys_dup复制两份，获得三个文件描述符，分别是0、1、2，如下图

即实现串口调试的超级终端。

        2、根文件系统挂载：prepare_namespace，这个函数大致是根据uboot环境变量提供的文件系统类型，然后进行挂载，详细分析我还没具体看，只是浏览一下。

        3、init进程的交接：init_post，这个函数是大致流程如下：

        即挂载根文件系统后试图去运行用户态的init进程。查找路径由uboot环境变量提供，如果没有提供或者提供一个假的，那那内核会去选择备胎，备胎路径有四个，如下图：

              

        如果四个“备胎”都没有init进程，那内核就要发飙了直接报个panic，说：我找不到init，我要死了。当然找到的话，内核就正式启动了。