第3阶段——内核启动分析之挂载根文件系统和mtd分区介绍(6)

标签：u-boot   val   内核   file   解析   根文件系统   on()   goto   ini   

内核启动并初始化后,最终目的是像Windows一样能启动应用程序

在windows中每个应用程序都存在C盘、D盘等

而linux中每个应用程序是存放在根文件系统里面

那么挂载根文件系统在哪里,怎么实现最终目的运行应用程序？

1.进入stext函数启动内核

2.进入strat_kernel():

...

setup_arch(&command_line);           //解析uboot传入的启动参数

setup_command_line(command_line);    //解析uboot传入的启动参数

....

/*查找内核参数*/

parse_early_param()

{

do_early_param()；              //从__setup_start到__setup_end查找early非0的函数,后面会分析

}

/*查找内核参数*/

unknown_bootoption()                 

{

  obsolete_checksetup();      //从__setup_start到__setup_end查找early为0的函数,后面会分析

}

...

3.进入rest_init();

3.1 kernel_thread(kernel_init, NULL, CLONE_FS | CLONE_SIGHAND); //设置1号线程kernel_init

3.1.1进入kernel_init                                      

3.1.1.1进入prepare_namespace()

 {

... ...      / /通过解析出来的命令行参数” root=/dev/mtdblock3”来挂接根文件系统 mount_root();   //开始挂载

  }

3.1.1.2返回到kernel_init ()/init_post();   

  {

/*   打开dev/console    */

if (sys_open((const char __user *) "/dev/console", O_RDWR, 0) < 0)   

       printk(KERN_WARNING "Warning: unable to open an initial console.\n");

         run_init_process("/sbin/init");        //执行应用程序

         run_init_process("/etc/init");         //执行应用程序

         run_init_process("/bin/init");        //执行应用程序

         run_init_process("/bin/sh");         //执行应用程序

}

4分析prepare_namespace()函数中怎么挂接的文件系统”root=/dev/mtdblock3” (mtdblock3:mtd分区3(kernel分区))

void __init prepare_namespace(void)

{

 ... ...

       if (saved_root_name[0]) //判断saved_root_name[0]数组是否为空

{

root_device_name = saved_root_name;       

if (!strncmp(root_device_name, "mtd", 3)) {     //比较root_device_name数组是否已mtd开头？

mount_block_root(root_device_name, root_mountflags);

goto out;                               //是mtd，则跳转到out,直接挂载

}

ROOT_DEV = name_to_dev_t(root_device_name);

if (strncmp(root_device_name, "/dev/", 5) == 0) //比较是不是已/dev/开头

root_device_name += 5;                 //是的话，+5找到mtd开头

}

is_floppy = MAJOR(ROOT_DEV) == FLOPPY_MAJOR;

if (initrd_load())

goto out;

if (is_floppy && rd_doload && rd_load_disk(0))

ROOT_DEV = Root_RAM0;

mount_root();       //将实际文件系统挂载到rootfs的/root目录

out:

       sys_mount(".", "/", NULL, MS_MOVE, NULL);

       sys_chroot(".");

       security_sb_post_mountroot();

}

这个saved_root_name数组通过名字可以得出，是用来保存root文件系统的名字” /dev/mtdblock3”.

5它又是怎么保存到数组的呢?,通过搜索”saved_root_name”,找到如下代码：

static int __init root_dev_setup(char *line)

{

         strlcpy(saved_root_name, line, sizeof(saved_root_name));

         return 1;

}

__setup("root=", root_dev_setup);

其中root_dev_setup()函数是用来将line数组中的数据统统复制到saved_root_name数组中

__setup("root=", root_dev_setup);中有”root=”,猜测下，这个估计就是用来匹配命令行中以”root=”开头的字符串，然后再将” root=/dev/mtdblock3”中的”/dev/mtdblock3”放在saved_root_name数组中

6.接下来分析__setup宏定义

  我们搜索__setup宏，找到它在include/linux/init.h中定义:

#define __setup_param(str, unique_id, fn, early)          \    //定义__setup_param(str, unique_id, fn, early)

/*定义字符串数组__setup_str_##unique_id[]=str;  */

static char __setup_str_##unique_id[] __initdata = str;    \ 

/*定义结构体obs_kernel_param型__setup_##unique_id*/

static struct  obs_kernel_param  __setup_##unique_id\

               __attribute_used__                                   \

                   __attribute__((__section__(".init.setup")))        \    //然后放在.init.setup段中

                   __attribute__((aligned((sizeof(long)))))    \

                   = { __setup_str_##unique_id, fn, early }

#define __setup(str, fn)                                               \        //定义__setup(str, fn)使用__setup_param(str, fn, fn, 0)

          __setup_param(str, fn, fn, 0)

 最终__setup("root=", root_dev_setup)宏= { __setup_str_ root_dev_setup[], root_dev_setup , 0 };

在.init.setup段中存放了3个成员，第一个成员是字符串数组等于”root=”,第二个成员是一个函数,第三个成员early=0；

.init.setup段在vmlinux.lds中使用(.init.setup段用于存放特殊的内容,比如命令行参数).

vmlinux.lds部分代码如下:

311   . = ALIGN(16);

312   __setup_start = .;

313    *(.init.setup)                 //存放.init.setup段

314   __setup_end = .;

7.接下来分析宏__setup("root=", root_dev_setup);又是怎么被调用的

由于通过宏”__setup("root=", root_dev_setup);”最终被存在了.init.setup段里，

所以首先搜索”__setup_start”，发现在init/main.c中do_early_param函数和obsolete_checksetup函数都使用了它

代码如下:

1. do_early_param函数分析

1.1首先我们看看该函数被谁使用了

搜索do_early_param，发现它被parse_early_param()函数调用,如下图：

然后搜索parse_early_param(),发现它在start_kernel函数中使用,如下图:

得出:在内核启动start_kernel()中会处理这个do_early_param函数.

1.2接下来分析do_early_param源码:

static int __init do_early_param(char *param, char *val)

{

struct obs_kernel_param  *p;                //定义obs_kernel_param结构体指针*p

  for (p = __setup_start; p < __setup_end; p++)   //查找.init.setup段的内容

 {if (p->early && strcmp(param, p->str) == 0) {  

         if (p->setup_func(val) != 0)                //处理early非0的函数

                   printk(KERN_WARNING

                   "Malformed early option ‘%s‘\n", param); 

}}

}

上面obs_kernel_param的结构体定义如下，刚好对应了

__setup("root=", root_dev_setup)宏= { __setup_str_ root_dev_setup[], root_dev_setup , 0 }中的3个成员:

struct obs_kernel_param {

         const char *str;                //__setup_str_ root_dev_setup[]=”root=”

         int (*setup_func)(char *);        // root_dev_setup(char *line)

         int early;                     // early=0

};

由于__setup("root=", root_dev_setup)的early=0,所以if (p->early && strcmp(param, p->str) == 0)永远不成立.

所以在内核启动strat_kernel()函数中会通过do_early_param函数是处理early不为0的函数。

2. obsolete_checksetup函数分析

2.1 首先我们看看该函数被谁使用了

搜索obsolete_checksetup，发现它被unknown_bootoption ()函数调用:

然后搜索unknown_bootoption (),发现它在start_kernel函数中使用, 如下图:

得出:在内核启动start_kernel()中会处理这个do_early_param函数.

static int __init obsolete_checksetup(char *line)

{

struct obs_kernel_param *p;         //定义obs_kernel_param型结构体指针

int had_early_param = 0;

  p = __setup_start;

do {

         int n = strlen(p->str);

         if (!strncmp(line, p->str, n))

{

         if (p->early) {                          //early非0,则不执行函数         

                   if (line[n] == ‘\0‘ || line[n] == ‘=‘)

                   had_early_param = 1;

                            }

else if (!p->setup_func) {                //  处理early为0的函数，

                                     printk(KERN_WARNING "Parameter %s is obsolete,"

                                            " ignored\n", p->str);

                                        return 1;

                             }

else if (p->setup_func(line + n))             //处理early为0的函数

                                     return 1;

          }

                   p++;

} while (p < __setup_end);     //从__setup_start到__setup_end查找

         return had_early_param;

}

通过上面代码分析得出:

 __setup("root=", root_dev_setup)宏= { __setup_str_ root_dev_setup[], root_dev_setup , 0 }中的第三个成员early=0， 会执行root_dev_setup()函数,然后将文件系统目录拷贝到全局变量saved_root_name[]数组中,使后面的函数来挂载文件系统.

所以在内核启动strat_kernel()函数中会通过obsolete_checksetup函数处理early为0的函数。

root=/dev/mtdblock3 分析:

在flash中没有分区表，在内核中,mtdblock3又在哪里体现出来的？

和uboot一样，它也是在内核代码中已经写好了的，

在内核中可以通过启动内核,从串口上可以看到分区表,如下图:

从上面得出,在flash中定义了4大分区:
| bootloader | :存放u-boot 
|boot parameters | :存放一些可以设置的参数,供u-boot使用
| kernel | :存放内核区
|root filesystem | :根文件系统,挂载(mount)后才能使用文件系统中的应用程序

它们又是在内核代码中哪里体现出来的呢？

1. 在linux-2.6.22.6目录下通过 grep "\"bootloader\"" * -nR 搜索分区代码,如下图

由于使用的是ARM架构,CPU2440,所以找到上面红线处的行, 才是我们需要的。

然后进入arch/arm/plat-s3c24xx/common-smdk.c中，找到120行,代码如下:

static struct mtd_partition smdk_default_nand_part[] = {

 [0] = {                                      // mtdblock0

     .name   = "bootloader",

     .size   = 0x00040000,

         .offset         = 0,

         },

[1] = {                                      // mtdblock1

     .name   = "params",

     .offset = MTDPART_OFS_APPEND,  //表示紧跟着前面的地址后面,为偏移地址,=        0x00040000

     .size   = 0x00020000,

         },

[2] = {                                     // mtdblock2

     .name   = "kernel",

    .offset = MTDPART_OFS_APPEND, //表示紧跟着前面的地址后面,为偏移地址,= 0x00060000

    .size   = 0x00200000,

         },

[3] = {                                     // mtdblock3

     .name   = "root",

.offset = MTDPART_OFS_APPEND, //表示紧跟着前面的地址后面,为偏移地址,= 0x00260000

.size   = MTDPART_SIZ_FULL,

         }

};

第3阶段——内核启动分析之挂载根文件系统和mtd分区介绍(6)

标签：u-boot   val   内核   file   解析   根文件系统   on()   goto   ini   

原文地址：http://www.cnblogs.com/lifexy/p/7366792.html