启动流程启动概况汇编建环境 → start_kernel → rest_init 拆线程 →initcall 探驱动→ mount root → exec init。详细流程阶段一汇编入口 head.Suboot跳进内核后执行的第一段内核代码。内核真实入口primary_entry头部_head最先调用primary_entry。primary_entry ├─ preserve_boot_args //先确定启动参数。比如x0fdt物理地址dtb地址 ├─ init_kernel_el // 进入合适的 Exception Level权限等级内核是el1 ├─ set_cpu_boot_mode_flag ├─ __create_page_tables // 建立初始页表identity kernel map ├─ __cpu_setup // [proc.S] 为开 MMU 做准备 └─ __primary_switch ├─ __enable_mmu //开MMU给cpu虚拟地址使用 └─ __primary_switched 搭建c环境 ├─ 设栈、VBAR、FDT 物理地址交给 C 全局变量挂fdt ├─ 清 BSS ├─ early_fdt_map(x21) └─ b start_kernel // 进入 C阶段二start_kernel 主函数内核的第一个c函数把裸硬件页表变成了可调度的操作系统。执行顺序asmlinkage __visible void __init start_kernel(void) { local_irq_disable(); boot_cpu_init(); pr_notice(%s, linux_banner); // 打印功能串口首次进linux内核 setup_arch(command_line); // 解析 FDTmemblock初始化等 setup_command_line(command_line); // 保存到 saved_command_line parse_early_param(); build_all_zonelists(NULL); page_alloc_init(); mm_init(); sched_init(); init_IRQ(); time_init(); local_irq_enable(); // 首次真正打开中断 console_init(); // printk 控制台可用 ... /* vfs / proc / cgroup 等大量子系统 */ arch_call_rest_init(); // rest_init()本函数实质结束 }其中setup_arch比较复杂应该是解析板级信息后续再拓展吧。主要完成以下功能读 FDT含/chosen/bootargs— 拿到串口、root 等命令行认内存 — 知道 DDR 有多大、哪些能用展开设备树 — 以后驱动才能按节点找硬件摸清 CPU/电源 — 几个核、怎么通过 PSCI/ATF 管它们。rest_init 与 kernel_initrest_init — 启动模型的「分水岭」noinline void __ref rest_init(void) { pid kernel_thread(kernel_init, NULL, CLONE_FS); // → pid 1 候选 pid kernel_thread(kthreadd, NULL, CLONE_FS | CLONE_FILES); complete(kthreadd_done); schedule_preempt_disabled(); cpu_startup_entry(CPUHP_ONLINE); // 当前线程 → idle永不回到 start_kernel }start_kernel结束同时创建kernel_init,kthreadd线程start_kernel变空闲kernel_init挂文件系统等。后续真正的继续启动再kernel_init完成kernel_init → kernel_init_freeablestatic int __ref kernel_init(void *unused) { kernel_init_freeable(); // 含 SMP、initcalls、挂 rootfs free_initmem(); // 释放 __init 段 system_state SYSTEM_RUNNING; /* 下面尝试 exec 用户态 init */ ... }static void __init kernel_init_freeable(void) { wait_for_completion(kthreadd_done); smp_init(); sched_init_smp(); do_basic_setup(); // ★ 驱动initcall console_on_rootfs(); ... if (init_eaccess(ramdisk_execute_command) ! 0) { ramdisk_execute_command NULL; prepare_namespace(); // ★ 挂rootfs } }do_basic_setup()基础环境没问题了开始在这一步装驱动跑各种子系统的初始化大致流程如下static void __init do_basic_setup(void) { cpuset_init_smp(); driver_init(); //驱动模型bus/class就绪 init_irq_proc(); do_ctors(); usermodehelper_enable(); do_initcalls(); //启用板子上的设备emmc显示摄像头等 }do_initcalls按固定顺序把内核编译时登记好的一大串「开机初始化函数」挨个执行一遍。static void __init do_initcalls(void) { for (level 0; level ...; level) do_initcall_level(level, command_line); } static void __init do_initcall_level(int level, char *command_line) { parse_args(...); // 本级别相关的内核参数 for (fn initcall_levels[level]; fn initcall_levels[level1]; fn) do_one_initcall(...); // ★ 逐个调用 xxx_init() }拓展怎么和DTS接上的首先level级别分类early → pure(0) → core(1) → postcore(2) → arch(3→ subsys(4) → fs(5) → device(6) → late(7)。分两步在do_initcalls接上启动早期setup_arch .dtb ──unflatten──► device_node 树 只是数据没人去操作硬件 do_initcalls ① arch 级 遍历 nodestatus!disabled ──populate──► platform_device 挂到 platform 总线 还在「等人认领」没 probe- do_initcalls ② device 级 foo_init → platform_driver_register 总线比对 compatible 命中 → foo_driver.probe(dev) 这时才 ioremap / 申请中断 / 注册 /dev/...① 负责「造出设备对象」② 负责「谁来操作这类硬件」。顺序靠 initcall 级别保证populate 在 arch多数驱动在 device。compatible就是匹配钥匙一边在 DTScompatible rockchip,rk3568-dw-mshc; status okay;一边在驱动static const struct of_device_id foo_of_match[] { { .compatible rockchip,rk3568-dw-mshc }, { /* sentinel */ } }; static struct platform_driver foo_driver { .probe foo_probe, .driver { .of_match_table foo_of_match, }, };阶段三挂载 rootfsprepare_namespacevoid __init prepare_namespace(void) { if (root_delay) ssleep(root_delay); wait_for_device_probe(); // 等 eMMC 等设备 probe if (saved_root_name[0]) { ROOT_DEV name_to_dev_t(saved_root_name); // 解析 root ... } if (initrd_load()) goto out; if ((ROOT_DEV 0) root_wait) { // rootwait while (... name_to_dev_t(saved_root_name) 0) msleep(5); } mount_root(); out: devtmpfs_mount(); init_mount(., /, NULL, MS_MOVE, NULL); init_chroot(.); }root 参数__setup(root, root_dev_setup); // → saved_root_namemount_rootvoid __init mount_root(void) { create_dev(/dev/root, ROOT_DEV); mount_block_root(/dev/root, root_mountflags); // 通常 ext4 }常见挂载失败VFS: Cannot open root deviceUUID 错、分区名错Waiting for root device缺rootwait或 eMMC 驱动未起Kernel panic - not syncing: VFS镜像坏 /rootfstype不匹配。阶段四启动 init 进程启动顺序概况static int __ref kernel_init(void *unused) { kernel_init_freeable(); free_initmem(); system_state SYSTEM_RUNNING; if (ramdisk_execute_command) run_init_process(ramdisk_execute_command); if (execute_command) // init 内核参数 run_init_process(execute_command); if (CONFIG_DEFAULT_INIT[0]) run_init_process(CONFIG_DEFAULT_INIT); try_to_run_init_process(/sbin/init); // ★ Buildroot 默认 try_to_run_init_process(/etc/init); try_to_run_init_process(/bin/init); try_to_run_init_process(/bin/sh); panic(No working init found...); }run_init_processstatic int run_init_process(const char *init_filename) { pr_info(Run %s as init process\n, init_filename); return kernel_execve(init_filename, argv_init, envp_init); }串口可以看到Run /sbin/init as init process。此后进入buildroot。
可视化网络拓扑结构)
