Linux启动流程

1 Bootloader

对于一般的ARM处理器，CPU上电或复位执行第一条指令所在地址，即第一段程序Bootloader的开始地址，Bootloader一般存于Nor-flash(XIP)，支持芯片内执行。

Bootloader的功能可总结为：1)初始化CPU时钟，内存，串口等。2)设置Linux启动参数。3)加载Linux内核镜像。Android源码位于根目录下的/bootable文件夹。

系统正常启动，运行Bootloader，初始化芯片，根据设置的启动参数cmdline，加载Linux内核镜像，将控制权交给内核。

系统在Bootloader模式下(非正常启动模式)，可使用fastboot, mmcboot等工具烧写内核和文件系统，顺便提一下，Android手机分区一般分为内核区boot.img，系统区system.img，用户数据区userdata.img，数据恢复区recovery.img等。

2 Linux内核镜像

内核镜像被加载到内存，首先进行自解压，zImage, bzImage或uImage的头部都内嵌有解压缩程序，最终将内核解压到内存的指定位置，开始运行内核。

3 启动内核

源码位于/kernel/init/main.c，线索可归纳为：启动内核start_kernel() => 初始化Linux各大模块 + rest_init() => 开启内核线程kthreadd和kernel_init() => 初始化设备驱动程序do_basic_setup() + init_post() => 开启第一个用户进程init。

3.1 start_kernel()

源码位于/kernel/init/main.c的start_kernel()函数，完成初始化Linux系统的进程管理，内存管理，文件系统等工作，可以说个个都是重量级的工作。

这里有必要解释下内核选项，因为Linux各个子系统的初始化都建立在内核选项的解析之后。

parse_early_param();
parse_args("Booting kernel", static_command_line, __start___param,
  __stop___param - __start___param, &unknown_bootoption);

1) 内核选项的注册

通过__early_parm(str, fn)或__setup(str, fn)宏来注册。两者都调用__setup_param宏实现，它将注册的内核选项str所关联的函数fn存放到.init.setup节。

  

2) 内核选项的解析

两次注册对应两次解析，即parse_early_param()和parse_param()，解析时，会在__setup_start和__setup_end之间查找内核选项，当识别有内核选项时，即会调用相应的处理函数。内核解析完后，各个子系统的初始化就可通过kernel_init()=>do_basic_setup()=>do_initcalls()来完成。

3.2 reset_init()

开启内核线程kthreadd和kernel_init，kthreadd用来运行kthread_create_list全局链表中的kthread，然后创建idle线程来占用掉cpu空闲的时间片。

内核线程又叫守护进程，关于内核线程和Linux普通进程的区别，归纳为以下三点：

• 内核线程执行的是内核中的函数，而普通进程只有通过系统调用才能执行内核中的函数。
• 内核线程只运行在内核态，而普通进程既可以运行在用户态，也可以运行在内核态。
• 因为内核线程指只运行在内核态，因此，它只能使用大于PAGE_OFFSET(3G)的地址空间。另一方面，不管在用户态还是内核态，普通进程可以使用4GB的地址空间。

3.3 kernel_init()

此时与体系相关的部分已经初始化完成，do_basic_setup()开始初始化设备，完成外设及驱动程序(直接编译进内核的模块)的加载和初始化。

3.4 init_post()

开启init用户进程，所谓Android的启动流程从这里才刚刚开始。