詳解 ARM Linux啟動過程分析

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ARM Linux啟動過程分析是本人要介紹的內(nèi)容，嵌入式 Linux 的可移植性使得我們可以在各種電子產(chǎn)品上看到它的身影。對于不同體系結(jié)構(gòu)的處理器來說Linux的啟動過程也有所不同。本文以S3C2410 ARM處理器為例，詳細(xì)分析了系統(tǒng)上電后 bootloader的執(zhí)行流程及 ARM Linux的啟動過程。

1、引 言

Linux 最初是由瑞典赫爾辛基大學(xué)的學(xué)生 Linus Torvalds在1991 年開發(fā)出來的，之后在 GNU的支持下，Linux 獲得了巨大的發(fā)展。雖然 Linux 在桌面 PC 機(jī)上的普及程度遠(yuǎn)不及微軟的 Windows 操作系統(tǒng)，但它的發(fā)展速度之快、用戶數(shù)量的日益增多，也是微軟所不能輕視的。而近些年來 Linux 在嵌入式領(lǐng)域的迅猛發(fā)展，更是給 Linux 注入了新的活力。

一個(gè)嵌入式 Linux 系統(tǒng)從軟件角度看可以分為四個(gè)部分[1]：引導(dǎo)加載程序（bootloader）， Linux 內(nèi)核，文件系統(tǒng)，應(yīng)用程序。

其中 bootloader是系統(tǒng)啟動或復(fù)位以后執(zhí)行的第一段代碼，它主要用來初始化處理器及外設(shè)，然后調(diào)用 Linux 內(nèi)核。Linux 內(nèi)核在完成系統(tǒng)的初始化之后需要掛載某個(gè)文件系統(tǒng)做為根文件系統(tǒng)（Root Filesystem）。根文件系統(tǒng)是 Linux 系統(tǒng)的核心組成部分，它可以做為Linux 系統(tǒng)中文件和數(shù)據(jù)的存儲區(qū)域，通常它還包括系統(tǒng)配置文件和運(yùn)行應(yīng)用軟件所需要的庫。

應(yīng)用程序可以說是嵌入式系統(tǒng)的“靈魂”，它所實(shí)現(xiàn)的功能通常就是設(shè)計(jì)該嵌入式系統(tǒng)所要達(dá)到的目標(biāo)。如果沒有應(yīng)用程序的支持，任何硬件上設(shè)計(jì)精良的嵌入式系統(tǒng)都沒有實(shí)用意義。

從以上分析我們可以看出 bootloader 和 Linux 內(nèi)核在嵌入式系統(tǒng)中的關(guān)系和作用。Bootloader在運(yùn)行過程中雖然具有初始化系統(tǒng)和執(zhí)行用戶輸入的命令等作用，但它最根本的功能就是為了啟動 Linux 內(nèi)核。在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的過程中，很大一部分精力都是花在bootloader 和 Linux 內(nèi)核的開發(fā)或移植上。如果能清楚的了解 bootloader 執(zhí)行流程和 Linux的啟動過程，將有助于明確開發(fā)過程中所需的工作，從而加速嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)過程。而這正是本文的所要研究的內(nèi)容。

2、Bootloader

（1）Bootloader的概念和作用

Bootloader是嵌入式系統(tǒng)的引導(dǎo)加載程序，它是系統(tǒng)上電后運(yùn)行的第一段程序，其作用類似于 PC 機(jī)上的 BIOS。在完成對系統(tǒng)的初始化任務(wù)之后，它會將非易失性存儲器（通常是 Flash或 DOC 等）中的Linux 內(nèi)核拷貝到 RAM 中去，然后跳轉(zhuǎn)到內(nèi)核的第一條指令處繼續(xù)執(zhí)行，從而啟動 Linux 內(nèi)核。由此可見，bootloader 和 Linux 內(nèi)核有著密不可分的聯(lián)系，要想清楚的了解 Linux內(nèi)核的啟動過程，我們必須先得認(rèn)識 bootloader的執(zhí)行過程，這樣才能對嵌入式系統(tǒng)的整個(gè)啟過程有清晰的掌握。

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