Linux启动流程梳理

将生成的u-boot.bin文件使用imxdownload软件转换为u-boot.imx文件并烧写到SD卡中，设置imx6ull从SD卡启动，当imx6ull上电后，芯片内部的boot rom程序将SD卡中的u-boot.imx文件拷贝到链接地址处，就可以开始运行U-Boot了。

U-Boot启动后，会通过汇编操作，完成中断向量表的设置、堆栈的初始化、内存的分配管理等等一些操作，最终，会调用arch/arm/lib/crt0.S文件中的_main函数，在该函数中主要设置了一些运行环境以及调用了一些初始化函数，其中，在U-Boot的移植过程中，比较关心或需要修改的是board_init_f()、board_init_r()这几个函数。

_main中会调用board_init_f()函数，该函数位于common/board_f.c 中，主要用来初始化 DDR，定时器，完成代码拷贝等等 。

在board_init_f()函数中，调用了一些列的函数来初始化一些外设和运行环境等，但是，在board_init_f中并没有初始化完所有的外设，还需要通过board_init_r来完成。板级初始化、初始化NAND、初始化EMMC、初始化环境变量、初始化各种输入输出设备、板子后续初始化、初始化网络设备。

在board_init_r函数的最后，会调用run_main_loop()函数，会进入一个main_loop的死循环，在main_loop()函数里面，会根据是否按下回车键，进入uboot命令模式，还是在倒计时结束之后，通过执行环境变量bootcmd里的命令，bootcmd里面保存着默认的启动命令，用于启动Linux内核。要启动Linux，需要先将Linux镜像文件、设备树文件拷贝到DRAM中。然后使用bootz命令来启动Linux内核即可。

U-Boot通过bootz或其它命令启动Linux内核之后，U-Boot就完成了其最终的任务，CPU将交由Linux内核进行管理。

在Linux内核链接脚本文件arch/arm/kernel/vmlinux.lds中，通过ENTRY(stext) 明确了Linux内核的入口，入口函数为stext，stext 定义在文件arch/arm/kernel/head.S 中。

在stext函数中，会获取CPU的一些基础信息以及CPU运行初始化操作，其中，对于应用程序或者Linux内核运行来说，比较重要的是验证了设备树的合法性以及最终调用start_kernel()函数来启动Linux内核。start_kernel()函数定义在文件init/main.c中。

start_kernel()通过调用众多的子函数来完成 Linux 启动之前的一些初始化工作，start_kernel()函数最后会调用rest_init()（init/main.c）函数即可。在rest_init()函数中，最重要的就是调用函数kernel_thread()创建kernel_init进程，也就是init内核进程。

init进程的PID为1。init 进程一开始是内核进程(也就是运行在内核态)，后面init进程会在根文件系统中查找名为“init”这个程序，这个“init”程序处于用户态，通过运行这个“init”程序， init 进程就会实现从内核态到用户态的转变。init进程的进程函数是kernel_init()。

1. 在kernel_init()函数中，调用kernel_init_freeable()函数，在kernel_init_freeable()函数中，通过调用函数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，也就是U-Boot的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。
2. 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U-Boot传递，在bootargs中使用“rdinit=xxx”即可，xxx 为具体的 init 程序名字。
3. 如果存在“/init”程序的话就通过函数run_init_process来运行此程序。
4. 如果ramdisk_execute_command为空的话就看execute_command是否为空，execute_command的值是通过U-Boot传递，在bootargs中使用“init=xxxx”就可以了，比如“init=/linuxrc”表示根文件系统中的 linuxrc 就是要执行的用户空间init程序。
5. 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！
6. 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！