一圖勝千言 秒懂嵌入式系統的啓動流程

一圖勝千言！看圖：

上圖是嵌入式系統啓動流程圖，圖中紅色的數字圓點表示啓動的先後順序。主要分爲 4 個階段，分別是：

第一階段 bootloader，

第二階段 uboot，

第三階段內核啓動，

第四階段 app 啓動。

1、BootLoader 階段

主要完成第一階段系統的引導和初始化工作，包括序號 1~3。

系統上電後，首先是 cpu 開始工作，此時引導程序（通常是彙編代碼）從 ROM 被加載到 RAM 中，對 cpu 的寄存器進行初始化，啓動核 0，如果是核 1 或者其他核則處於休眠狀態，等待覈 0 在內核啓動正常後通過中斷或者事件將其喚醒（圖中 10 的位置）。

接下來就是完成 flash 和 ddr 初始化，爲後面從 flash 加載 bin 文件，在 DDR 中運行程序提供基本環境，一般情況下都是從 flash 爲 0 的位置，將 flash 中的 bootloader 鏡像文件加載到 RAM 或 DDR 中，該引導程序最終將 uboot 從 flash 複製到 DDR 中，然後交接給 uboot 進行下一步處理。

2、uboot 階段

首先對 dram，flash，串口進行檢查，保障 uboot 的運行環境是 ok 的，同時爲 linux 分配內存空間；接下來初始化網絡配置，包括 mac 地址的設置、通信端口的工作模式設置，可以讓用戶通過網絡加載程序；最後將 linux 從 flash 中複製到內存中。

linux 鏡像文件中包含內核、文件系統和設備管理樹 (FDT) 三個基本組件，uboot 會根據設備管理樹定義的信息進行檢查，然後依次加載到內存中 。包括序號 4~5，這個階段最後將 linux 加載後，就可以交接給內核進行操作。

3、內核啓動階段

主要負責創建進程、綁定進程、劃分內存、喚醒核 1、加載文件系統等基本工作，包括序號 6~13。

首先，會生成一個初始進程 init0，後續創建的所有進程都是從該進程中產生，該進程還負責對內存和虛擬內存進行劃分。

然後 vfork 出一個主核進程，綁定到核 0 上，接下來由 cpu 主核（核 0）喚醒其他的核，從 init 進程 vfork 出副核進程，並將該進程綁定到核 1 上。

最後是基於設備管理樹完成對系統中其他設備的初始化。

4、app 啓動階段

這一階段主要對各類 app 應用進行初始化，如文中以通信設備爲例，此處主要完成對轉發芯片的初始化，會涉及一些基礎轉發表項的初始配置，端口和各種通信總線的初始化。

接下來會初始化中間件，中間件是作爲應用程序和操作系統之間的橋樑，向下屏蔽操作系統的差異，向上爲應用程序提供平臺化的技術支持；最後就是各種應用程序的初始化了，包括各種特性的初始化，心跳信息，單板信息，版本信息等等。

日常工作中，最容易出問題的地方其實都是在 app 的啓動階段，這部分纔是最應該做一個詳盡的圖出來，後續筆者有了具體的項目案例後將會補充該圖例。

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