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标题: uClinux 启动过程详细分析（2） linux内核初始化以及启动-2 [打印本页]

作者: look_w 时间: 2018-5-19 18:07 标题: uClinux 启动过程详细分析（2） linux内核初始化以及启动-2

图 3：用户模式初始化

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PCI: bus0: Fast back to back transfers disabled
PCI: Configured XX as a PCI slave with 128MB PCI memory
PCI: Each Region size is 16384KB
PCI: Reserved memory from 0x10080000 to 0x15080000 for DMA and mapped to 0x12000000

设备的初始化 init()--->do_basic_init()--->pci_init()，初始化PCI，检测系统的PCI设备。

1 2	Linux NET4.0 for Linux 2.4 Based upon Swansea University Computer Society NET3.039

英国威尔士，斯旺西大学的NET3.039, TCP/IP 协议栈。
此信息，在linux启动过程中都会出现。

1	Initializing RT netlink socket

对Socket的初始化，socket_init()，Netlink 一种路由器管理协议(linux-2.4.22\net\core\Rtnetlink.c，Routing netlink socket interface: protocol independent part。其中RT是route路由的意思。这句输出是在create产生rtnetlink的socket套接字时的一个调试输出。)
此信息，在linux启动过程中都会出现。

1	Starting kswapd

启动交换守护进程kswapd，进程IO操作例程kpiod。
kswapd可以配合kpiod运行。进程有时候无事可做，当它运行时也不一定需要把其所有的代码和数据都放在内存中。这就意味着我们可以通过把运行中程序不用的内容切换到交换分区来更好的是利用内存。大约每隔1秒，kswapd醒来并检查内存情况。如果在硬盘的东西要读入内存，或者内存可用空间不足，kpiod就会被调用来做移入/移出操作。kswapd负责检查，kpiod负责移动。

1	Journalled Block Device driver loaded

加载日志块设备驱动。
日志块设备是用来对文件系统进行日志记录的一个块设备。日志文件系统是在传统文件系统的基础上，加入文件系统更改的日志记录。
它的设计思想是：跟踪记录文件系统的变化，并将变化内容记录入日志。日志文件系统在磁盘分区中保存有日志记录，写操作首先是对记录文件进行操作，若整个写操作由于某种原因(如系统掉电)而中断，系统重启时，会根据日志记录来恢复中断前的写操作。在日志文件系统中，所有的文件系统的变化都被记录到日志，每隔一定时间，文件系统会将更新后的元数据及文件内容写入磁盘。在对元数据做任何改变以前，文件系统驱动程序会向日志中写入一个条目，这个条目描述了它将要做些什么，然后它修改元数据。

1 2	devfs: v1.12c (20020818) Richard Gooch (rgooch@atnf.csiro.au) devfs: boot_options: 0x1

Devfs模块的输出信息。设备文件系统devfs，版本1.12c

1	pty: 256 Unix98 ptys configured

Pty模块的输出信息，与控制台操作有关的设置。
将通过 devpts 文件系统使用 Unix98 PTYs，（Pseudo-ttys (telnet etc) device是伪ttys设备的缩写。

① TTY(/dev/tty)是TeleTYpe的一个老缩写，为用户输入提供不同控制台的设备驱动程序。它的名字来源于实际挂接到 UNIX系统的、被称为电传打字机(teletype)的终端。在Linux下，这些文件提供对虚拟控制台的支持，可以通过按＜Alt-F1＞到＜Alt-F6＞键来访问这些虚拟控制台。这些虚拟控制台提供独立的、同时进行的本地登录对话过程
② ttys(/dev/ttys)是计算机终端的串行接口。/dev/ttyS0对应MS-DOS下的 COM1。

使用 make dev脚本MAKEDEV来建立pty文件。这样系统内核就支持Unix98风格的pty了。在进行Telnet登录时将要用到/dev/pty设备。 pty是伪终端设备，在远程登录等需要以终端方式进行连接，但又并非真实终端的应用程序中必须使用这种设备，如telnet或xterm等程序。Linux 2.2以后增添了UNIX98风格的Pty设备，它使用一个新的文件系统(devpts针对伪终端的文件系统)和一个克隆的设备cloning device来实现其功能。
linux-2.4.22\drivers\char\Pty.c, 在devfs_mk_dir (NULL, "pts", NULL);时会输出上面的信息。

1	loop: loaded (max 8 devices)

加载返还块设备驱动，最多支持8个设备。

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8139too Fast Ethernet driver 0.9.27
eth0: RealTek RTL8139 at 0x60112000, 00:10:0d:42:a0:03, IRQ 14
eth0: Identified 8139 chip type 'RTL-8100B/8139D'

RTL8139 的接收路径设计成一个环形缓冲区（一段线性的内存，映射成一个环形内存）。当设备接收到数据时，数据的内容就保存在这个环形缓冲区内并更新下个存储数据的地址（第一个数据包的开始地址＋第一个数据包的长度）。设备会一直保留缓冲区内的数据直到整个缓冲区耗尽。这样，设备会再次重写缓冲区内起始位置的内容，就像一个环那样。

网卡驱动，基地址为：0x60112000， MAC地址:00:10:0d:42:a0:03, 中断号：14
从 2.2 版内核升级到 2.4 版时, RTL-8139 支持模块已不再叫 rtl8139，而叫它 8139too，现在你再看到8139too就不会不明白它的来由了吧。

1	SCSI subsystem driver Revision: 1.00

USB设备信息，USB会被当做SCSI来处理。

1	mumk_register_tasklet: (1) tasklet 0x905bf9c0 status @0x9025e974

软中断信息输出。Tasklet是在2.4中才出现，它是为了更好地利用多CPU。

1	Probing XX Flash Memory

探测 XX的闪存（Flash Memory）,"NOR NAND Flash Memory Technology"。

1 2	Amd/Fujitsu Extended Query Table v1.3 at 0x0040 number of CFI chips: 1

AMD与富士通合资设立的Flash供货商Spansion。AMD因获利不佳,已经退出Flash市场，后续由Spansion合资公司经营.主要生产NOR类型的flash,特点是容量小，速度快。Spansion商标的flash，在我们开发中会经常看到。以后大家看到Spansion的芯片，就能了解到它和AMD还有富士通的来龙去脉了。
Common flash Interface (CFI)是指一个统一的flash访问接口，表示这种flash是这种接口类型的。

1	Using buffer write method

使用flash写缓冲方式。
flash提供了写BUFFER的命令来加快对flash上块的操作。对Flash擦除和写数据是很慢的。如果用写BUFFER的命令会快一点。据手册上说，会快20倍。Buffer Size ：5 bytes的buffer缓冲不是每个块都有，是整个flash只有一个5 bytes的buffer，用写BUFFER命令对所有的块进行写操作，都要用同一个buffer,写Buffer是主要检查buffer是否available，其实buffer起缓冲作用，来提高工作效率。
比如某flash有128个128K字节块。允许用户对任意块进行字节编程和写缓冲器字节编程操作，每字节编程时间为210μs；若采用写缓冲器字节编程方式，32字节编程共需218μs，每字节编程时间仅为6.8μs。芯片的块擦除时间为1s，允许在编程或块擦除操作的同时进行悬挂中断去进行读操作，待读操作完成后，写入悬挂恢复命令，再继续编程或块擦除。

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Creating 3 MTD partitions on "XX mapped flash":
0x00000000-0x00020000 : "BootLoader"
0x00020000-0x00040000 : "Config"
0x00040000-0x01000000 : "Romfs"

uclinux内核的块设备驱动对于linux 的根文件系统，目前有三种块设备的驱动可以选择，它们分别是：

a） Blkmem 驱动
b） MTD 驱动
c) RAM disk 驱动

Blkmem 驱动是专门为uclinux 开发的一种块设备驱动，它是uclinux系统中最为古老和通用的块设备驱动。它原理相对简单但是配置比较复杂，需要根据你即的Flash的分区使用情况来修改代码。当然修改的结果是它可以对一些NOR型的Flash进行读写操作。不过目前支持的Flash类型不够多。如果新加入对一种Flash的支持需要作的工作量比较大。
Linux的MTD驱动是标准Linux的Flash驱动。它支持大量的设备，有足够的功能来定义Flash的分区，进行地址映射等等。使用MTD你可以在一个系统中使用不同类型的Flash。它可以将不同的Flash组合成一个线性的地址让你来使用。在标准的Linux 2.4内核中MTD有一系列的选项，你可以根据个人系统的需要来选择，定制。
另外一种选择就是RAM disk 驱动。在PC上它经常用于没有硬盘的Linux的启动过程。它和Flash没有直接的关系。不过当Flash上启动的是经过压缩的内核时。RAM disk 可以作为根文件系统。MTD 驱动提供了对Flash强大的支持,你通过它甚至可以在Flash上运行一个可以读写的真正的文件系统，比如JFFS2。而Blkmem驱动则望尘莫及。

此处为重要信息部分，需要特别留意。在内存中映射过的flash,创建三个MTD分区：
flash上的内容将被映射到内存中的对应地址

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前128K为BootLoader--->0x00000000-0x00020000
接着的128K为系统配置信息Config存放的位置--->0x00020000-0x00040000
再后面的 16M - 2X128K 为romfs的存放处.--->0x00040000-0x01000000
上面的内容，大家可以根据前面的换算公式得到。

A> 编译的bootloader一般大小约50K左右；
B> 在此处就知道了配置信息config是放在第2分区中的；
C> 制作的romfs的大小,一般为8M或10M左右，所以能放得下；

1	NET4: Linux TCP/IP 1.0 for NET4.0

调用inet_init [ linux-2.4.22\net\ipv4\Af_inet.c ]时的输出信息, 在启动过程中被socket.c调用到。

1	IP Protocols: ICMP, UDP, TCP, IGMP

列出可以支持的IP协议，此处为kernel源代码inet_add_protocol(p);的输出。在linux启动过程中，都会看到这句的输出。

1	IP: routing cache hash table of 512 buckets, 4Kbytes

IP路由代码的输出信息。
ip_rt_init [ linux-2.4.22\net\ipv4＼Route.c ]，设置 IP module，路由缓冲hash表

1	TCP: Hash tables configured (established 8192 bind 8192)

TCP协议初始化输出信息。tcp_init [ linux-2.4.22\net\ipv4\Tcp.c ],

1	NET4: Unix domain sockets 1.0/SMP for Linux NET4.0.

UNIX网络协议信息。
af_unix_init[ linux-2.4.22\net\unix\Af_unix.c ], 多种连接的一种(IPv4, UNIX　domain sockets, IPv6和IrDA). SMP　对称多处理器—Symmetrical Multi　Processing，这里主要是指UNIX的一些网络协议。
上面的关于网络的输出信息是在linux启动信息中都会出现的。

1	cramfs: wrong magic

加载各种文件系统。
会出现“cramfs: wrong magic”，别担心这没有什么害处，这个是kernel的书写bug，在2.6中有修改之，它是一个警告信息，用来检查cramfs的superblock超级块的。superblock也是VFS要用到的数据结构。
代码linux-2.4.22\fs\cramfs\Inode.c：

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