7、从引导加载程序到内核及设备树的深入解析

从引导加载程序到内核及设备树的深入解析

1. 引导加载程序向内核传递信息

当引导加载程序将控制权交给内核时，它需要传递一些基本信息，具体如下：
- 机器编号：在不支持设备树的PowerPC和Arm平台上，用于识别片上系统（SoC）的类型。
- 已检测到的硬件基本细节：至少包括物理RAM的大小和位置，以及CPU的时钟速度。
- 内核命令行：一个普通的ASCII字符串，用于控制Linux的行为，例如指定包含根文件系统的设备名称。
- 可选信息：设备树二进制文件的位置和大小，以及初始RAM磁盘（即初始RAM文件系统，initramfs）的位置和大小。

信息传递方式因架构而异，且近年来有所变化。例如，PowerPC平台的引导加载程序过去只是传递一个指向板信息结构的指针，而Arm平台则传递一个指向A标签列表的指针。不过，过去传递的信息有限，大部分信息需要在运行时发现或硬编码到内核中作为平台数据。随着设备树的出现，情况得到了改善。自2013年2月Linux 3.8发布以来，Arm系统逐渐摒弃A标签，如今几乎所有Arm系统都使用设备树来收集硬件平台的详细信息，使得单个内核二进制文件可以在多种平台上运行。

2. 设备树简介

如果你使用的是Arm或PowerPC的SoC，很可能会遇到设备树。设备树是一种灵活的方式，用于定义计算机系统的硬件组件，它只是静态数据，而非可执行代码。通常，设备树由引导加载程序加载并传递给内核，不过也可以将设备树与内核映像捆绑在一起，以适应无法单独加载设备树的引导加载程序。

设备树的格式源自Sun Microsystems的OpenBoot引导加载程序，后来被正式定义为Open Firmwa