Linux内核启动以及内存布局理解

近期由于项目涉及到一款基于LINUX的全息影像系统的更新问题，希望采用类似Android ABupdata的方法更新系统，对linux内核的启动以及内存布局略微了解一下。

首先，内核启动有以下几个流程：

1、引导加载程序

2、启动内核

3、按照分区表部署文件系统

4、用户应用程序

今天主要按照自己理解，说明一下前3个步骤的相关流程和内存布局情况。

1、引导加载程序

包括两块，一块为固化在ROM中的boot代码，另一块为boot loader部分。

1.1 固化在ROM中的boot代码

这部分代码主要包括中断向量表，长度为0x100=256个字节，按每个中断向量占据4个跳转地址算，最多可以有64个中断向量；

以及一些基础性的代码，主要为下一步的加载boot或者kernel做准备，包括

硬件设备初始化，

为加载boot loader准备RAM空间，

设置好堆栈，

拷贝boot loader代码到RAM中，

跳转到boot loader的c入口，

等等，为这段基础性代码一般分配大小为0x1700=5.75k字节的内存大小。这段代码地址的起使位置一般都由芯片厂商或者运营商在芯片出场时预先设置好不可更改。

总而言之，boot代码主要就是一些准备工作，为下一阶段的启动做准备。

1.2 boot loader部分

主要包括初始化本阶段要用到的硬件设备，例如初始化至少一个串口，用来给用户进行I/O输入输出，如按键以进入boot；

检测系统的内存映射，就是查看内存里哪些用了哪些还没用；

加载内核映像和根文件系统映像；

为内核设置启动参数；

调用内核。

一般来讲，在固化在ROM中的boot代码中，为boot loader部分分配的RAM内存空间1MB已经足够了，我们就将这段空间定为1MB。在boot loader部分中，要实现的功能主要包括，如果系统没有接收到用户的按键信息，那么将直接加载kernel以及根文件系统等等；如果接受到了用户的按键信息，将进入boot，进行例如系统选择或者是其他设置等等，最后依旧将继续加载某一个kernel继续启动系统或者关机。

2、启动内核

这里包括两个方面：（1）内核映像所占用的内存范围（2）根文件系统映像所占用的内存范围。在规划内存占用的布局是，主要考虑基地址和映像占用内存大小两个方面。一般来讲，嵌入式linux的内核一般不超过1MB，所以对于内核映像，一般将其拷贝到从基地址开始往后0x8000=32k字节的位置，这32k的内存空间是要用来存放linux内核的一些全局数据结构。

对于根文件系统，则一般将其拷贝到从基地址往后0x100000=1MB字节的位置。一般而言，如果用RAMdisk作为根文件系统的映像，则其解压后的大小一般为1MB。

3、用户应用程序

加载完内核以及部署完文件系统后，则系统启动成功，进入用户应用程序。