linux内核启动的入口介绍及说明

Linux内核启动的入口点根据架构不同而有所差异

主要分为以下几个关键阶段和入口位置：

1.‌链接脚本定义的初始入口‌

内核镜像通过vmlinux.lds链接脚本指定入口符号，ARM架构通常为_text或stext，x86架构则为startup_32或startup_64。该入口位于.head.text段，由汇编代码实现。

2.‌架构相关入口函数‌

• ‌ARM架构‌：arch/arm/kernel/head.S中的stext函数，负责关闭MMU/D-Cache、校验处理器类型、创建初始页表等硬件初始化。
• ‌x86架构‌：arch/x86/boot/header.S中的startup_32（32位）或startup_64（64位），完成实模式到保护模式切换、解压内核等操作。

3.‌通用内核入口‌

架构相关初始化完成后，统一跳转到C语言编写的start_kernel()函数（位于init/main.c），这是内核初始化的核心入口，负责调度器、内存管理等子系统初始化。

4.‌启动流程关键节点‌

• Bootloader加载压缩内核镜像并传递参数
• 解压程序（如head.o/misc.o）解压内核主体
• 执行架构特定的__primary_switch等函数切换到虚拟地址空间
• 最终通过rest_init()创建init进程（用户态第一个进程）。

不同架构的入口实现虽存在差异，但均遵循“汇编初始化→跳转C代码→完成核心初始化”的流程模式。

Linux内核启动流程可分为以下几个关键阶段

‌固件初始化阶段‌

• BIOS/UEFI执行硬件自检(POST)并加载引导程序
• 传统BIOS读取MBR，UEFI通过ESP分区查找引导程序
• GRUB等引导加载程序将压缩内核(vmlinuz)和initramfs加载到内存

‌内核解压阶段‌

• 执行压缩内核头部的解压程序(head.o/misc.o)
• 解压后跳转到架构特定入口：x86为startup_32/64，ARM为stext
• 完成实模式到保护模式切换(32位)或直接进入长模式(64位)

‌早期初始化阶段‌

• 关闭中断并初始化临时页表
• 检测CPU特性(PAE/SSE等)和内存布局
• 设置初始堆栈和异常处理机制

‌核心初始化阶段(start_kernel)‌

• 初始化调度器(sched_init)和内存管理(mem_init)
• 建立伙伴系统和slab分配器
• 初始化中断子系统(IDT/PIC)和控制台
• 加载驱动模块并探测硬件设备

‌用户空间过渡阶段‌

• 通过rest_init()创建内核线程kthreadd
• 挂载根文件系统并执行/sbin/init(或systemd)
• 移交控制权给用户空间第一个进程(PID 1)

关键架构差异

• x86：通过bootsect.S→setup.S→head.S三级跳转
• ARM：直接由stext入口执行向量表和页表初始化
• 嵌入式系统可能跳过initramfs直接挂载根文件系统

总结

以上为个人经验，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持脚本之家。

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