ELF 二进制文件有一个说冥器，就像 Bash 和 Python 脚本一样，然则说冥器不须要像脚本那样用 #! 指定，因为 ELF 是 Linux 的原生格局。ELF 说冥器经由过程调用 _start() 函数来竽暌姑所需资本 设备一个二进制文件，这个函数可以大年夜 glibc 源代码包中找到，可以 用 GDB 查看。内核显然没有说冥器，必须自我设备，这是怎么做到的呢？

用 GDB 检查内核的启动给出了谜底。起首安装内核的调试软件包，内核中包含一个未剥离的unstripped vmlinux，例如 apt-get install linux-image-amd64-dbg，或者大年夜源代码编译和安装你本身的内核，可以参照 Debian Kernel Handbook 中的指令。gdb vmlinux 后加 info files 可显示 ELF 段 init.text。在 init.text 顶用 l *(address) 列出法度榜样履行的开首，个中 address 是 init.text 的十六进制开首。用 GDB 可以看到 x86_64 内核大年夜内核文件 arch/x86/kernel/head_64.S 开端启动，在这个文件中我们找到了汇编函数 start_cpu0()，以及一段明白的代码显示在调用 x86_64 start_kernel() 函数之前创建了客栈并解压了 zImage。ARM 32 位内核也有类似的文件 arch/arm/kernel/head.S。start_kernel() 不针对特定的体系构造，所以这个函数驻留在内核的 init/main.c 中。start_kernel() 可以说是 Linux 真正的 main() 函数。

大年夜 start_kernel() 到 PID 1 

内核的硬件清单：设备树和 ACPI 表

在引导时，内核须要硬件信息，不仅仅是已编译过的处理器类型。代码中的指令经由过程零丁存储的设备数据进行扩充。有两种重要的数据存储办法：设备树device-tree 和 高等设备和档链接口（ACPI）表。内核经由过程攫取这些文件懂得每次启动时须要运行的硬件。

对于嵌入式设备，设备树是已安装硬件的清单。设备树只是一个与内核源代码同时编译的文件，平日与 vmlinux 一样位于 /boot 目次中。要查看 ARM 设毕喔赡设备树的内容，只需对名称与 /boot/*.dtb 匹配的文件履行 binutils 包中的 strings 敕令即可，这里 dtb 是指设备树二进制文件device-tree binary。显然，只需编辑构成它的类 JSON 的文件并从新运行随内核源代码供给的特别 dtc 编译器即可修改设备树。固然设备树是一个静态文件，其文件路径平日由敕令行引导法度榜样传递给内核，但近年来增长了一个 设备树覆盖 的功能，内核在启动后可以动态加载热插拔的附加设备。

x86 系列和很多企业级的 ARM64 设备应用 ACPI 机制。与设备树不合的是，ACPI 信息存储在内核在启动时经由过程拜访板载 ROM 而创建的 /sys/firmware/acpi/tables 虚拟文件体系中。攫取 ACPI 表的简单办法是应用 acpica-tools 包中的 acpidump 敕令。例如：

联想标记本电脑的 ACPI 表都是为 Windows 2001 设置的。

init/main.c 中的代码竟然是可读的，并且有趣的是，它仍然在应用 1991 - 1992 年的 Linus Torvalds 的原始版权。在一个刚启动的体系上运行 dmesg | head，其输出重要来源竽暌冠此文件。第一个 CPU 注册到体系中，全局数据构造被初始化，并且调剂法度榜样、中断处理法度榜样（IRQ）、准时器和控制台按照严格的次序一一启动。在 timekeeping_init() 函数运行之前，所有的时即噶都是零。内核初始化的┞封部分是同步的，也就是说履行只产生在一个线程中，在最后一个完成并返回之前，没有任何函数会被履行。是以，即使在两个体系之间，dmesg 的输出也是完全可反复的，只要它们具有雷同的设备树或 ACPI 表。Linux 的行动就像在 MCU 上运行的 RTOS（及时操作体系）一样，如 QNX 或 VxWorks。这种情况持续存在于函数 rest_init() 中，该函数在终止时由 start_kernel() 调用。

initrd 对测试文件体系和数据存储设备也很有效。将这些测试对象存放在 initrd 中，并大年夜内存中运行测试，而不是大年夜被测对象中运行。

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本文标题：对Linux系统启动过程分析

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