第6节 基于ARM的Linux内核移植

6.2.5 挂接根文件系统 Linux能够在内存中虚拟磁盘文件系统，叫作 ramdisk。如果为内核配置了ramdisk设备和文件系 统，就安装好ramdisk文件系统，然后再挂接根文 件系统，在初始化设备驱动程序之后执行 prepare_namespace()函数，它负责为Linux系统挂 接一个根文件系统。
6.2.1 内核启动流程分析
s t a r t : d e c o m p r e s s _ k e r n e l ( )
c
a
l l _
k
e
r n
e
l ( )
s t e
x
t :
s t a
r t _
k
e
r n
e
l ( )
s e
t u
p
_ …
a
r c
Байду номын сангаас
h
( )
r e
s t _
i n
i t ( )
i n
6.2.6 初始化设备驱动 内核子系统已经基本上初始化好了，CPU子系统 已经正常工作，内存管理和进程管理已经正常运 转，但是还没有使用任何设备。接下来继续初始 化内核设备驱动程序，然后才能访问设备，做系 统真正想要做的任务。
6.2.7 启动用户空间init进程 Linux系统在挂接根文件系统之后，要执行文件系 统的中的应用程序。有些应用程序可能要完成嵌 入式系统的。init进程是通过执行根文件系统中init 程序启动的。
i t ( )
d
o
_
b
a
s i c
_
s e
t u
p
( )
p e
r e
p
a
r e
_
n
a
m
e
s p
a
c
e
( ) ,
x e c v e ( “ / s b i n / i n i t ” a r g v _ i n i t , e n v p _ i n i t )
6.2.2 内核自引导程序 zImage映像的入口代码是自引导程序。自引导程 序包含一些初始化代码，所以它是体系结构相关 的，这个目录是arch/$(ARCH)/boot。第一条指令 所在的文件是自引导程序中的head.S。
本节目标
内核源代码移植 Linux内核启动过程分析
6.1 移植内核源码 所谓移植就是把程序代码从一种运行环境转移到另 外一种运行环境。对于内核移植来说，主要是从一 种硬件平台转移到另外一种硬件平台上运行。
6.1.1 移植前的准备工作
内核移植是嵌入式Linux系统中最常见的一项工作，内核移植 工作主要是修改跟硬件平台相关的代码，一般不涉及linux 内核通用程序。 （1）选择已成功移植的并与目标板类似的参考板 CPU体系结构相同、外围接口电路相似、参考板Linux设备 驱动正常； （2）编译测试参考板的Linux内核 （3）分析参考板的BSP代码 分析平台相关的部分代码实现； 分析内核编译组织方式； 分析内核启动的初始化程序； 分析驱动程序的实现； 分析驱动程序实现。
6.1.3 移植后的工作 移植完成以后，就可以发布这个内核源代码了。 最常见的方式是发布内核补丁。基于一个稳定的 内核版本制作补丁文件，可以方便地保存和分发 。
6.2 Linux内核启动过程分析 Linux内核启动就是引导内核映像启动的过程。典 型的内核映像是zImage，包含自引导程序和压缩 的vmlinux 两部分。启动过程也就是解压和启动 vmlinux的过程。 启动过程从内核映像入口开始执行，解压vmlinux 并且转换到虚拟地址空间，再调用统一的内核启 动函数start-kernel()，从而启动整个linux系统。 从内核源代码的角度分析，启动过程是一系列汇 编子程序和C函数的调用过程。
本节以ARM平台为例介绍了内核移植的基本方法， 本节以 平台为例介绍了内核移植的基本方法， 平台为例介绍了内核移植的基本方法 并且详细分析了Linux内核启动过程。 内核启动过程。 并且详细分析了 内核启动过程 通过本节学习， 通过本节学习 ， 可以明确内核哪些代码是与平台 相关的，在内核启动过程中代码的执行顺序。 相关的，在内核启动过程中代码的执行顺序。 只有掌握了这些代码， 只有掌握了这些代码 ， 在内核移植过程中才能有 的放矢地去修改代码。 的放矢地去修改代码。
6.1.2 开发板内核移植 对于内核移植工作来说，主要是添加开发板初始化 和驱动程序的代码。这部分代码大部分是与体系结 构相关的，在arch目录下按照不同的体系结构管理。 1．添加开发板平台支持选项 ． ARM平台相关的选项都是在arch/arm目录下实现的。 在内核编译过程中已经说明，需要在顶层Makefile中 设置相应的体系结构和工具链。这样配置Linux内核 的时候就会调用arch/arm/Kconfig文件。 2．移植开发板驱动程序 ． 不同的开发板可以使用不同的SDRAM、Flash、以太 网接口芯片等。这就需要根据硬件修改或者开发驱 动程序。
6.2.3 内核vmlinux入口 PC指针已经指向vmlinux的入口地址，顺序执行内 核启动程序， vmlinux开始部分也有一些汇编程序 ，对应的程序文件为head.S，经过 一系列的初始 化过程，打开MMU，跳转到start-kernel()函数。
6.2.4 Linux系统初始化
start_kernel函数是Linux内核通用的初始化函数。 无论对于什么体系结构的Linux，都要执行这个函 数。start_kernel()是内核初始化的基本过程。 start_kernel()函数负责初始化内核各子系统，最后 调用rest_init(),启动init内核线程，继续初始化，在 init内核线程中，将执行init()函数，负责完成挂接 根文件系统、初始化设备驱动程序和启动用户空 间的init进程等重要工作。 对于Linux系统来说，挂接根文件系统、初始化设 备驱动程序和启动用户空间的程序是必要的3项工 作，分析这些重要工作的实现函数，有助于理解 内核启动过程。