u-boot、kernel和filesystem 執行過程分析
標題：linux
Uboot -kerne-root 啓動流程shell
內容：vim
※uboot啓動流程bash
※Kernel啓動流程網絡
※Root啓動流程app
※構建根文件系統函數
/*********************************oop
*u-boot: u-boot2012.04.01post
*kernel: linux-2.6.22ui
*busybox: busybox-1.1.6
*********************************/
1、uboot啓動流程
1.初始化硬件
2.把內核從NAND讀到SDRAM
3.設置內核啓動參數
4.跳轉執行內核
執行第一個代碼：/cpu/arm920t/start.S
第一階段（start.S）
reset:
set the cpu to SVC32 mode //管理模式
turn off the watchdog //關看門狗
mask all IRQs //屏蔽中斷
cpu_init_crit
flush v4 I/D caches //關閉caches
disable MMU stuff and caches //關閉MMU
lowlevel_init //配置SDRAM
Relocate //重定位
stack_setup: //設置堆棧
clear_bss: //清楚bss段
start_armboot //跳轉執行第二階段
第二階段（board.c）
start_armboot (void)
init_sequence
cpu_init, /* basic cpu dependent setup */
board_init, /* basic board dependent setup */
interrupt_init, /* set up exceptions */
env_init, /* initialize environment */
init_baudrate, /* initialze baudrate settings */
serial_init, /* serial communications setup */
console_init_f, /* stage 1 init of console */
display_banner, /* say that we are here */
flash_init 初始化NOR
nand_init() 初始化NAND
env_relocate () 將環境變量讀入指定位置
cs8900_get_enetaddr 初始化網絡設備
main_loop () 死循環
s = getenv ("bootdelay")
bootdelay = s ? (int)simple_strtol(s, NULL, 10) : CONFIG_BOOTDELAY;
s = getenv ("bootcmd");
Bootcmd=nand read.jffs2 0x30007fc0 kernel;bootm 0x30007fc0 //環境變量
run_command (s, 0);
continue;
Uboot命令的實現
①串口輸入命令（字符串）
②動做（函數），命令對應於名字
於是根據命令找到對應函數，來執行。Uboot裏面有一個結構體
包含1.名
2.函數
struct cmd_tbl_s {
char *name; /* Command Name */
int maxargs; /* maximum number of arguments */
int repeatable; /* autorepeat allowed? */
/* Implementation function */
int (*cmd)(struct cmd_tbl_s *, int, int, char *[]);
char *usage; /* Usage message (short) */
#ifdef CFG_LONGHELP
char *help; /* Help message (long) */
#endif
#ifdef CONFIG_AUTO_COMPLETE
/* do auto completion on the arguments */
int (*complete)(int argc, char *argv[], char last_char, int maxv, char *cmdv[]);
#endif
};
此時run_command函數根據名字匹配該結構體
Run_command
命令的提取
while (*str) {
/*
* Find separator, or string end
* Allow simple escape of ';' by writing "\;"
*/
for (inquotes = 0, sep = str; *sep; sep++) {
if ((*sep=='\'') &&
(*(sep-1) != '\\'))
inquotes=!inquotes;
if (!inquotes &&
(*sep == ';') && /* separator */
( sep != str) && /* past string start */
(*(sep-1) != '\\')) /* and NOT escaped */
break;
}
parse_line（） //解析命令
Cmdtp=find_cmd() //匹配命令 cmdtp就是指向上面的結構體cmd_tbl_s
for (cmdtp = &__u_boot_cmd_start;
cmdtp != &__u_boot_cmd_end;
cmdtp++)
以上：
#define Struct_Section __attribute__ ((unused,section (".u_boot_cmd")))
好比啓動命令：
Bootcmd=nand read.jffs2 0x30007fc0 kernel;bootm 0x30007fc0以bootm 0x30007fc0爲例
U_BOOT_CMD(
bootm, CFG_MAXARGS, 1, do_bootm,
"bootm - boot application image from memory\n",
"[addr [arg ...]]\n - boot application image stored in memory\n"
"\tpassing arguments 'arg ...'; when booting a Linux kernel,\n"
"\t'arg' can be the address of an initrd image\n"
#ifdef CONFIG_OF_FLAT_TREE
"\tWhen booting a Linux kernel which requires a flat device-tree\n"
"\ta third argument is required which is the address of the of the\n"
"\tdevice-tree blob. To boot that kernel without an initrd image,\n"
"\tuse a '-' for the second argument. If you do not pass a third\n"
"\ta bd_info struct will be passed instead\n"
#endif
);
U_boot_cmd的定義：
#define U_BOOT_CMD(name,maxargs,rep,cmd,usage,help) \
cmd_tbl_t __u_boot_cmd_##name Struct_Section = {#name, maxargs, rep, cmd, usage, help}
以上能夠展開爲;
cmd_tbl_t __u_boot_cmd_bootm __attribute__ ((unused,section (".u_boot_cmd")))
= {bootm, CFG_MAXARGS, 1, do_bootm, "bootm - boot application image from memory\n", help}
以上解釋爲：bootm命令定義了__u_boot_cmd_bootm結構體，該結構體類型是cmd_tbl_t，而且強制爲.u_boot_cmd段屬性
Uboot啓動內核
內核啓動依賴nand read.jffs2 0x30007fc0 kernel;bootm 0x30007fc0
nand read.jffs2 0x30007fc0 kernel把內核讀到0x30007fc0
從哪裏讀？ --kernel分區在配置文件裏面寫死了smdk2410.h
讀到哪裏？ --0x30007fc0
Nand命令分析：
"nand read[.jffs2] - addr off|partition size\n"
bootm 0x30007fc0從bootm 0x30007fc0啓動它
Bootm命令分析：
do_bootm
image_header_t *hdr = &header;
typedef struct image_header {
uint32_t ih_magic; /* Image Header Magic Number */
uint32_t ih_hcrc; /* Image Header CRC Checksum */
uint32_t ih_time; /* Image Creation Timestamp */
uint32_t ih_size; /* Image Data Size */
uint32_t ih_load; /* Data Load Address */
uint32_t ih_ep; /* Entry Point Address */
uint32_t ih_dcrc; /* Image Data CRC Checksum */
uint8_t ih_os; /* Operating System */
uint8_t ih_arch; /* CPU architecture */
uint8_t ih_type; /* Image Type */
uint8_t ih_comp; /* Compression Type */
uint8_t ih_name[IH_NMLEN]; /* Image Name */
} image_header_t;
memmove ((void *) ntohl(hdr->ih_load), (uchar *)data, len);
//若是當前地址不是入口地址，移到加載地址0x30008000,因爲頭部佔用64字節，因此此時地址是0x30007fc0
do_bootm_linux (cmdtp, flag, argc, argv,
addr, len_ptr, verify); //啓動內核
setup_start_tag (bd);
setup_memory_tags (bd);
setup_commandline_tag (bd, commandline);
setup_end_tag (bd);
printf ("\nStarting kernel ...\n\n");
theKernel (0, bd->bi_arch_number, bd->bi_boot_params);
theKernel = (void (*)(int, int, uint))ntohl(hdr->ih_ep);
2、Kernel啓動流程
處理uboot傳入的參數
①判斷是否支持這個CPU
②判斷是否支持這個單板
③創建頁表
④使能MMU
⑤跳到start_kernel函數
內核執行的第一個代碼文件：/arch/arm/kernel/head.S 和 /arch/arm/boot/bootp/init.S
Start_kernel分析
1.輸出內核版本信息
2.Setup_arch($command_line)
3.Setup_command_line(command_line)
調用關係：
Start_kernel
printk(linux_banner); //輸出版本信息
setup_arch(&command_line); //匹配ID，arch-type
setup_processor();
list = lookup_processor_type(processor_id);
mdesc = setup_machine(machine_arch_type);
parse_cmdline(cmdline_p, from); //解析命令
setup_command_line(command_line);
strcpy (saved_command_line, boot_command_line);
Rest_init
Kernel_thread() //線程
// kernel_thread(kernel_init, NULL, CLONE_FS | CLONE_SIGHAND);
kernel_init（）
Prepare_namespace()
Mount_root()
Init_post()
Run_init_process() //執行文件系統第一個程序
...
3、Root啓動流程
init過程
1.讀取配置文件
2.解析配置文件
3.執行客戶程序
配置文件：1.指定程序；2.什麼時候執行
busybox調用過程
busybox -> init_main
parse_inittab
file = fopen(INITTAB, "r");//打開配置文件/etc/inittab
（沒有配置文件時使用默認配置文件）
new_init_action（）
#1.建立init_action結構，填充
#2.把這個結構放入init_action_list鏈表裏面
run_actions(SYSINIT);
waitfor(a, 0); //執行程序，等待執行完畢
run（a）； //系統調用，建立precess子進程
waitpid(runpid, &status, 0) //等待結束
delete_init_action(a);//在init_action_list裏面刪掉應用程序
run_actions(WAIT);
waitfor(a, 0);
delete_init_action(a);
run_actions(ONCE);
run(a);//不會等待子進程結束
delete_init_action(a);//在init_action_list裏面刪
while (1) {
run_actions(RESPAWN);
run(a)
run_actions(ASKFIRST);
run(a)
打印："\nPlease press Enter to activate this console. ";
等待回車
建立子進程
wpid = wait(NULL);//等待子進程退出
while (wpid > 0) {
a->pid = 0;//退出後，設置pid=0
}
}
init_action_list裏面有id，action，process等等
static void new_init_action(int action, const char *command, const char *cons)
struct init_action *new_action, *a, *last;
init_action裏面有：
struct init_action *next;
int action;
pid_t pid; //進程號
char command[INIT_BUFFS_SIZE]; //應用程序
char terminal[CONSOLE_NAME_SIZE]; //終端
new_init_action作了什麼
1.建立init_action結構，填充
2.把這個結構放入init_action_list鏈表裏面
如今假設沒有配置文件，根據
/* No inittab file -- set up some default behavior */
#endif
/* Reboot on Ctrl-Alt-Del */
new_init_action(CTRLALTDEL, "reboot", "");
/* Umount all filesystems on halt/reboot */
new_init_action(SHUTDOWN, "umount -a -r", "");
/* Swapoff on halt/reboot */
if (ENABLE_SWAPONOFF) new_init_action(SHUTDOWN, "swapoff -a", "");
/* Prepare to restart init when a HUP is received */
new_init_action(RESTART, "init", "");
/* Askfirst shell on tty1-4 */
new_init_action(ASKFIRST, bb_default_login_shell, "");
new_init_action(ASKFIRST, bb_default_login_shell, VC_2);
new_init_action(ASKFIRST, bb_default_login_shell, VC_3);
new_init_action(ASKFIRST, bb_default_login_shell, VC_4);
/* sysinit */
new_init_action(SYSINIT, INIT_SCRIPT, "");
來反推出默認配置項
#inittab格式：（文件在example/inittab文件）
#<id>:<runlevels>:<action>:<process>
#<id> ：/dev/id，最終用做終端：stdin,stdout,stderrer:printf,scanf,err
#<runlevels> :忽略
#<action> ：什麼時候執行的
<action>: Valid actions include: sysinit, respawn, askfirst, wait, once,
restart, ctrlaltdel, and shutdown.
#<process> ：應用程序或者腳本
new_init_action(ASKFIRST, -/bin/sh, /dev/tty2);
new_init_action(CTRLALTDEL, "reboot", "");
id=null
runlevels=null
action=ctrlaltdel
那麼上面就是:
::ctrlaltdel:reboot
同理可知其餘的配置項是：
::shutdown:umount -a -r
::restart:init
::askfirst:-/bin/sh
tty2:askfirst:-/bin/sh
tty3:askfirst:-/bin/sh
tty4:askfirst:-/bin/sh
::sysinit:/etc/init.d/rcS
其實：
main裏面
signal(SIGHUP, exec_signal);
signal(SIGQUIT, exec_signal);
signal(SIGUSR1, shutdown_signal);
signal(SIGUSR2, shutdown_signal);
signal(SIGINT, ctrlaltdel_signal);
signal(SIGTERM, shutdown_signal);
signal(SIGCONT, cont_handler);
signal(SIGSTOP, stop_handler);
signal(SIGTSTP, stop_handler);
當用戶按下 ctrl + alt +del時會產生一個信號，而後執行ctrlaltdel_signal函數
static void ctrlaltdel_signal(int sig ATTRIBUTE_UNUSED)
{
run_actions(CTRLALTDEL);
}
總結：應用程序所須要的文件
1./dev/console /dev/null
2.配置文件/etc/inittab
3.配置文件裏面指定的應用程序
4.庫文件
5.init自己，即busybox
以上就是最小根文件系統所須要的項
構建根文件系統
read INSTALL rirst.
總結：應用程序所須要的文件
1./dev/console /dev/null
2.配置文件/etc/inittab
3.配置文件裏面指定的應用程序
4.庫文件
5.init自己，即busybox
以上就是最小根文件系統所須要的項
編譯busybox
先閱讀install文件可知道如何編譯它
make menuconfig
make
make install（這裏安裝要注意）
安裝到咱們指定的某個文件裏面
使用make CONFIG_PREFIX=/path/from/root install
編譯須要在makefile裏面加上cross_compiler裏面加上arm-linux-
1、建立console
如今上面編譯後busybox目錄是work/FL_fs/first_fs
在此目錄下：ls /dev/console /dev/null -l
crw------- 1 root root 5, 1 2015-01-05 20:57 /dev/console
crw-rw-rw- 1 root root 1, 3 2015-01-05 20:30 /dev/null
那麼根據它來建立console null等設備
#mkdir dev
#cd dev
#mknod console c 5 1
#mknod null c 1 3
#ls -l
顯示：
crw-r--r-- 1 root root 5, 1 2015-05-06 20:39 console
crw-r--r-- 1 root root 1, 3 2015-05-06 20:40 null
表示建立成功
2、配置項
#cd work/FL_fs/first_fs
#mkdir etc
#vim etc/inittab
輸入：
console::askfirst:-/bin/sh
3、安裝c庫
#cd lib
#cp /work/tools/gcc-3.4.5-glibc-2.3.6/arm-linux/lib *.so* /work/FL_fs/first_fs/lib -d
end
最小根文件系統已經完成。
此時須要製做鏡像文件以燒寫到硬件。
yaffs2和jffs文件系統
1.製做yaffs2
#cd work/system
yaffs_source_util_large_smmall_page_nand.tar.bz2
#tar xjf yaffs_source_util_large_small_page_nand.tar.bz2
#cd Developement_util_ok
#cd yaffs2
#cd utils
#make
#cp mkyaffs2image /usr/local/bin
#chmod +x /usr/local/bin/mkyaffs2image
#cd /work/FL_fs
#mkyaffs2image first_fs first_fs.yaffs2
此後燒寫到開發板裏面。
能夠啓動，並能使用ls，cd等命令。
如何改進？
#cd ../first_fs
#mkdir proc
單板上有虛擬系統
#mkdir proc
#mount -t proc none /proc
#ps
能夠看到哪些程序及其內容
PID TTY TIME CMD
383 pts/2 00:00:00 ps
30564 pts/2 00:00:00 su
30573 pts/2 00:00:00 bash
383 進程號
#cd 383
若是不想 手動掛載 #mount -t proc none /proc
也能夠寫到配置文件裏面
#vim inittab
++ ::sysinit:/etc/init.d/rcS 須要腳本
#mkdir etc/init.d
#vim rcS
##mount -t proc none /proc
#chmod +x /etc/init.d/rcS
就能夠了
上面#mount -t proc none /proc
也可使用#mount -a
#mount -a是什麼意思？
讀出/etc/fstab內容來掛載
怎麼使用呢？
#mount -a會依賴fstab文件
fstab文件內容有哪些呢？
#device mount-point type options dump fsck
proc /proc proc defaults 0 0
那麼，在/etc/fstab裏面輸入：
proc /proc default 0 0
而後在腳本rcS裏面使用#mount -a
而後再製做yaffs鏡像文件就和第一種方法是同樣的。
可使用#cat /proc/mounts查看掛載了哪些文件系統
繼續
上面的dev是手工建立
那麼怎麼自動建立dev下面的設備節點呢
方法：使用mdev
怎麼使用mdev？ 在/
能夠查看mdev.txt
[1] mount -t sysfs sysfs /sys
[2] echo /bin/mdev > /proc/sys/kernel/hotplug
[3] mdev -s
[4] mount -t tmpfs mdev /dev
[5] mkdir /dev/pts
[6] mount -t devpts devpts /dev/pts
這6步就能夠了。
因此：
一、#cd ../first_fs
#mkdir sys
[1] mount -t sysfs sysfs /sys
[4] mount -t tmpfs mdev /dev
應該怎麼作？
#vim /etc/fstab
#device mount-point type options dump fsck
proc /proc proc defaults 0 0
sysfs /sys sysfs default 0 0
tmpfs /dev tmpfs default 0 0
[2] echo /bin/mdev > /proc/sys/kernel/hotplug
[3] mdev -s
[5] mkdir /dev/pts
[6] mount -t devpts devpts /dev/pts
怎麼作呢？
#cd /etc/init.d/rcS
mount -a
mkdir /dev/pts/
mount -t devpts devpts /dev/pts
echo /sbin/mdev > /proc/sys/kernel/hotplug
mdev -s
- 1. nuc970 uboot nand-boot，kernel， filesystem 燒錄位置
- 2. 分析MapReduce執行過程
- 3. RMI執行過程分析
- 4. ICloudOperator 執行過程分析
- 5. MapReduce執行過程分析
- 6. sql執行過程分析
- 7. ThreadPoolExecutor執行過程分析
- 8. mybatis執行過程分析
- 9. MapReduce 執行過程分析
- 10. spark執行過程分析
- 更多相關文章...
- • Swift 析構過程 - Swift 教程
- • Redis主從複製的配置方法和執行過程 - Redis教程
- • Git五分鐘教程
- • YAML 入門教程
-
每一个你不满意的现在，都有一个你没有努力的曾经。