引导加载程序如何将内核命令行传递给内核？答案

【问题标题】：how does the bootloader pass the kernel command line to the kernel?引导加载程序如何将内核命令行传递给内核？
【发布时间】：2021-02-28 18:56:37
【问题描述】：

我们可以看到这样的内核命令行：

ckim@chan-ubuntu:~/$ cat /proc/cmdline  
BOOT_IMAGE=/boot/vmlinuz-4.15.0-122-generic root=UUID=99c66a0a-39c1-451c-9f72-ad1576aafb41 ro quiet splash

这个命令行似乎是 grub 传递给内核用于引导的。这个命令行实际上是如何传递给内核程序的？我想也许命令行作为字符串加载到内存中，并且处理器的寄存器（如 x1，如果 arm64 处理器）设置为该字符串地址？我对 arm64 案例特别感兴趣。

【问题讨论】：

标签： linux-kernel boot

【解决方案1】：

我有时会遇到同样的问题。所以现在是深入研究的时刻。

x86 使用 special protocol for booting Linux，而 arm64 使用 a different scheme is used。为了与内核通信，引导加载程序仅将单个地址加载的扁平设备树 (FDT) 放入x0 寄存器中。

这里摘自Linux and the Device Tree, Runtime configuration：

在大多数情况下，DT 将是从固件到内核，所以也习惯于在运行时和配置数据，如内核参数字符串和位置 initrd 图像。

大部分数据都包含在 /chosen 节点中，并且在启动时 Linux 它看起来像这样：
chosen {
        bootargs = "console=ttyS0,115200 loglevel=8";
        initrd-start = <0xc8000000>;
        initrd-end = <0xc8200000>;
};

Here is another example of DT.

接下来，在内核早期引导期间，OF/FDT 模块解析传递的设备树 和fill in boot_command_line variable。

【讨论】：

【解决方案2】：

在内核源代码init/main.c中，内核入口点是start_kernel()：

[...]
/* Untouched command line saved by arch-specific code. */
char __initdata boot_command_line[COMMAND_LINE_SIZE];
[...]
asmlinkage __visible void __init start_kernel(void)
{
    char *command_line;
    char *after_dashes;

    set_task_stack_end_magic(&init_task);
    smp_setup_processor_id();
    debug_objects_early_init();

    cgroup_init_early();

    local_irq_disable();
    early_boot_irqs_disabled = true;

    /*
     * Interrupts are still disabled. Do necessary setups, then
     * enable them.
     */
    boot_cpu_init();
    page_address_init();
    pr_notice("%s", linux_banner);
    early_security_init();
    setup_arch(&command_line);
[...]
    pr_notice("Kernel command line: %s\n", boot_command_line);
[...]

在前面的几行中，调用了 setup_arch() 以根据体系结构获取命令行。

对于 ARM64，setup_arch() 在 arch/arm64/kernel/setup.c 中定义：

void __init setup_arch(char **cmdline_p)
{
    init_mm.start_code = (unsigned long) _text;
    init_mm.end_code   = (unsigned long) _etext;
    init_mm.end_data   = (unsigned long) _edata;
    init_mm.brk    = (unsigned long) _end;

    *cmdline_p = boot_command_line;
[...]

关于grub，详细here。

【讨论】：

【解决方案3】：

详细信息根据引导加载程序和特定内核的他head.S汇编语言启动模块而有所不同。

在 Arm64 上，该启动代码位于文件 arch/arm64/kernel/head.S。

当启动代码被调用时，它假定寄存器x0 到x3 是引导参数并将它们保存在boot_params 数组中。稍后，C 代码验证只有第一个参数是非零的。其他三个必须为零；显然，它们在历史上被使用过。

因此，实际上只有一个参数。它是什么？ x0 寄存器指向 FDT（扁平设备树）。此设备树 blob 还包含命令行。

查看drivers/of/fdt.c 中的代码如何从他的DT blob 中检索命令行（通过查找名为"bootargs" 的节点）并保留。

【讨论】：

谢谢，这对我有帮助。在哪里看。