嵌入式Linux启动过程

今天看到了/etc/inittab，找了一通资料总结如下：

一般来说嵌入式Linux设备启动过程包括：

1、执行BootLoader

2、执行Kernel

3、执行应用程序

BootLoader的主要任务实际上是为了执行接下来的Kernel，它需要初始化最小系统(CPU+内存+Flash)，为了调试信息初始化串口和显示屏。执行的最后阶段，将Kernel从Flash读取到RAM，验证+解压，送入参数，开始Kernel的引导了。

Kernel的主要任务是启动所有的外设，为执行应用程序准备。引导分为两步：

A：start_kernel，建立核心环境。

一般包括：CPU,Memory, RTC, CACHE,串口设备的初始化，最终会得到第一个核心线程Init。

整个工作在start_kernel()函数中实现，具体工作包括：

打印Linux版本信息(printk(linux_banner))

设置与体系结构相关的信息(setup_arch())

页表结构初始化(paging_init())

使用"arch/alpah/kernel/entry.S"的入口点设置系统的自陷入口(trap_init())

使用alpha_mv结构和entry.S入口初始化系统IRQ(init_IRQ())

核心进程调度器初始化（包括初始化几个缺省的Bottom-half, sched_init())

时间， 定时器初始化(包括读取CMOS时钟，估测主频，初始化定时器中断等，time_init())

提取并分析核心启动参数（从环境变量中读取参数，设置相应标志位等待处理，parse_options())

控制台初始化(为输出信息而优先PCI初始化,console_init())

剖析器数据结构初始化（prof_buffer和prof_len变量）

核心Cache初始化（描述Cahce信息的Cache，kemem_cache_init())

延迟校准（获得始终jiffies与CPU主频ticks的延迟，calibrate_delay())

内存初始化（社会子内存上下界和页表项初始值，mem_init())

创建和设置内部及通用cache（“slab_cache”，kmem_cache_sizes_init())

创建uid_taskcount SLAB cache（“uid_cache"，uidcache_init())

创建文件cache（”files_cache",filescache_init())

创建目录cache（“dentry_cache"，dcache_init())

创建与虚拟内存相关的cache（“vm_area_struct”，”mm_struct“，vam_init())

块设备读取缓冲区初始化（同时创建”buffer_head"cache用户加速访问，buffer_init())

创建页cache（内存页hash表初始化page_cache_init())

创建信号队列cache（“signal_queue",signals_init())

创建内存inode表（inode_init())

创建内存文件描述符表（”filp_cache“，file_table_init())

检查体系结构漏洞（check_bugs())

SMP机器其余CPU(除当前引导CPU）初始化（对于没有配置SMP的内核，此函数为空，smp_init())

启动init过程（创建第一个核心线程，调用init())函数，原执行序列调用cpu_idle())等待调度，init())

第二部分（init()函数执行）

锁定内核（SMP)

do_basic_setup() 完成外设及驱动程序的加载和初始化：

总线初始化（例如pci_init())

网络初始化(sk_init(),skb_init() proto_init())

创建bdflush核心线程（常驻核心空间，核心唤醒，用于清理被写过的内存缓冲区）

创建kupdate核心线程（常驻核心空间，定时执行，用于将缓冲区的信息更新到磁盘中）

启动核心调页线程kswapd

创建keventd(时间管理核心线程）

设备初始化(并口parport_init(),字符设备chr_dev_init(),块设备blk_dev_init(),SCSI设备scsi_dev_init(),网络设备net_dev_init(),磁盘初始化及分区检查,device_setup())

执行文件格式设置(binfmt_setup())

启动所有__initcall表示的函数（方便核心开发者添加启动函数，do_initcalls（））

文件系统初始化（filesystem_setup())

安装root文件系统（mount_root())

释放启动内存段（free_initmem())并解锁内核。

打开/dev/console设备，重定向stdin，stdout，stderr到控制台

搜索文件系统中的init程序（或者由init=命令行参数指定的程序），并使用execve()系统调用家挨执行init程序

Init进程执行过程
init进程是所有进程的起点，它读取/etc/inittab文件作为其行为指针，inittab文件每行格式：

id:runlevel:action:process

id：标识符

runlevel：运行级别。0-6及S或者s。0：系统关闭，1：重启至单用户模式，6：重启；S或者s表示单用户。 3：最常用级别，表示多用户模式

对于用户登录登录来说，整个过程包括：

打开终端，设置模式

输出登录界面和提示，接受用户名的输入（缺省的登录提示在/etc/issue文件中，远程登录提示在/etc/issue.net中）

以该用户名作为login的参数，加载login程序。

（如果用户名不是root，且存在/etc/nologin文件，login将输出nologin文件的内容，然后退出，这通常是用来系统维护时防止非root用户登录）

（只有在/etc/securetty中登记的终端才允许root用户登录，若不存在，可以在任何终端中登录）

当用户登录检查后，login将搜索/etc/passwd文件（可能还会搜索/etc/shadow文件）比对密码，设置主目录和加载shell

执行shell并登录shell

（执行/etc/profile）

（~/.bash_profile)

（~/.bash_login)

（~/.profile)

（~/.bashrc)

至此，系统中运行着init进程和由rc启动脚本激活的守护进程（如inetd等），运行着一个bash作为用户的命令解释器