Android arm Linux Kernel启动流程

虽然这里的Arm Linux kernel前面加上了Android,但实际上还是和普遍Arm linux kernel启动的过程一样的,这里只是结合一下Android的Makefile,讲一下bootimage生成的一个过程。这篇文档主要描述bootimage的构造,以及kernel真正执行前的解压过程。

在了解这些之前我们首先需要了解几个名词,这些名词定义在/Documentation/arm/Porting里面,这里首先提到其中的几个,其余几个会在后面kernel的执行过程中讲述:

1)ZTEXTADDR  boot.img运行时候zImage的起始地址,即kernel解压代码的地址。这里没有虚拟地址的概念,因为没有开启MMU,所以这个地址是物理内存的地址。解压代码不一定需要载入RAM才能运行,在FLASH或者其他可寻址的媒体上都可以运行。

2)ZBSSADDR  解压代码的BSS段的地址,这里也是物理地址。

3)ZRELADDR  这个是kernel解压以后存放的内存物理地址,解压代码执行完成以后会跳到这个地址执行kernel的启动,这个地址和后面kernel运行时候的虚拟地址满足:__virt_to_phys(TEXTADDR) = ZRELADDR。

4)INITRD_PHYS  Initial Ram Disk存放在内存中的物理地址,这里就是我们的ramdisk.img。

5)INITRD_VIRT  Initial Ram Disk运行时候虚拟地址。

6)PARAMS_PHYS 内核启动的初始化参数在内存上的物理地址。

out/host/linux-x86/bin/mkbootimg-msm7627_ffa  --kernel out/target/product/msm7627_ffa/kernel --ramdisk out/target/product/msm7627_ffa/ramdisk.img --cmdline "mem=203M console=ttyMSM2,115200n8 androidboot.hardware=qcom" --output out/target/product/msm7627_ffa/boot.img

根据上面的命令我们可以首先看看mkbootimg-msm7627ffa这个工具的源文件:system/core/mkbootimg.c。看完之后我们就能很清晰地看到boot.img的内部构造,它是由boot header /kernel  /ramdisk /second stage构成的,其中前3项是必须的,最后一项是可选的。

/*
** +-----------------+
** | boot header     | 1 page
** +-----------------+
** | kernel          | n pages 
** +-----------------+
** | ramdisk         | m pages 
** +-----------------+
** | second stage    | o pages
** +-----------------+
**
** n = (kernel_size + page_size - 1) / page_size
** m = (ramdisk_size + page_size - 1) / page_size
** o = (second_size + page_size - 1) / page_size
**
** 0. all entities are page_size aligned in flash
** 1. kernel and ramdisk are required (size != 0)
** 2. second is optional (second_size == 0 -> no second)
** 3. load each element (kernel, ramdisk, second) at
**    the specified physical address (kernel_addr, etc)
** 4. prepare tags at tag_addr.  kernel_args[] is
**    appended to the kernel commandline in the tags.
** 5. r0 = 0, r1 = MACHINE_TYPE, r2 = tags_addr
** 6. if second_size != 0: jump to second_addr
**    else: jump to kernel_addr
*/

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