Linux啓動過程對於初學者而言有點撲朔迷離，這是因爲啓動過程關乎處理器配置、內存配置、外 圍硬件配置，而不同的處理器和硬件系統會釆用不同的策略，從而具體的啓動過程會有所差異。但無論差異如何，從計算機系統的角度來看，啓動過程一般分爲三個步驟，如 圖 1-1所示。
圖 1 - 1 通用系統的啓動過程
首先是開機，開機就是給系統開始供電，此時硬件電路會產生一個確定的復位時序，保 證 CPU是
最後一個被複位的器件。爲什麼CPU要最後被複位呢？因爲，如 果 CPU第一個被複位，則 當 CPU復
位後開始運行時，其他硬件內部的寄存器狀態可能還沒有準備好，比如磁盤或者內存，那麼就可能出現
外圍硬件初始化錯誤。
當正確完成復位後，CPU開始執行第一條指令，該指令所在的內存地址是固定的，這 由 CPU的制
造者指定。不同的CPU可能會從不同的地址獲取指令，但這個地址必須是固定的，這個固定地址所保
存的程序往往被稱爲“引導程序” Bootloader)，因爲其作用是裝載真正的用戶程序。
至於如何裝載，則是一個策略問題，不同的CPU會提供不同的裝載方式，比如有的是通過普通的
並口存儲器，有的則是通過SD卡，還有的是通過RS232接口。無論硬件上使用何種接口裝載，裝載過
程必須提供以下信息，具體包括：
• 從哪裏讀取用戶程序？
• 用戶程序的長度是多少？
• 裝載完用戶程序後，應該跳轉到哪裏，即用戶程序的執行入口在哪裏？
不同硬件系統會釆用不同的策略，但只要以上三個信息是確定的，用戶程序就會被裝載到確定的地
址，並執行相同的操作。
第二步是執行內核程序，這裏所說的內核程序在上一步中指的就是“用戶程序”。因爲從CPU的角
度來看，除 Bootloader之外的所有的程序都是用戶程序，只是從軟件的角度來看，用戶程序被分爲“內
核程序” 和 “應用程序”，而本步執行的是“ 內核程序”。
內核程序初始化時執行的操作包括，初始化各種硬件，包括內存、網絡接口、顯示器、輸入設備，
然後建立各種內部數據結構，這些數據結構將用於多線程調度及內存的管理等。當內核初始化完畢後，
就開始運行具體的應用程序了。在一般情況下，習慣於將第一個應用程序稱爲“Home程序”。
第二步就是運彳丁 Home程序，比如Windows系統的桌面，就是一1個典型的Home程序。之所以稱
其 爲 Home程序，是因爲通過該程序可以方便地啓動其他應用程序。而傳統的Linux系統啓動後，第一
個運行程序一般是一個Terminal，儘管它表面上就像一個Dos界面，但它也可以被稱爲Home程序，因
爲 Home程序設計的目標就是提供一個入口，用戶可以通過該入口啓動其他應用程序。
以上從通用操作系統的角度介紹了啓動過程，接下來，具體來看Android所使用的Linux內核的啓
動過程。因爲目前的Android系統多運行在ARM 處理器之上，因此，下面主要分析運行於ARM 處理
器上的Linux的啓動過程。在介紹之前，先來簡單區分三個概念：ARM、處理器、CPU。
ARM本身是一個公司的名稱，從技術的角度來看，它又是一種微處理器內核的架構。
處理器是一種統稱，可以指具體的CPU芯片，比如Intel 8086處理器，蘋果的A8處理器等。處理
器內部一般包含CPU、片上內存、片上外設接口等不同的硬件邏輯。
CPU是處理器內部的中央處理單元的縮寫，CPU可以按照類型分爲短指令集架構和長指令集架構
兩大類，ARM屬於短指令集架構的一種。
對 於 ARM 處理器，當復位完畢後，處理器首先執行其片上RO M 中的一小塊程序。這 塊 ROM 的
大小一般只有幾KB，該段程序就是Bootloader程序，這段程序執行時會根據處理器上一些特定引腳的
高低電平狀態，選擇從何種物理接口上裝載用戶程序，比如USB 口、串口、SD卡、並口 Flash等。
多數基於ARM 的實際硬件系統，會從並口 NAND Flash芯片中的0x00000000地址處裝載程序。
對於一些小型嵌入式系統而言，該地址中的程序就是最終要執行的用戶程序；而對於Android而言，該
地址中的程序還不是Android程序，而是一個叫做uboot或 者 fastboot的程序，其作用是初始化硬件設
備，比如網口、SDRAM、RS232等，並提供一些調試功能，比如向NAND Flash中寫入新的數據，這
可用於開發過程中的內核燒寫、升級等。
當 uboot (fastboot)被裝載後便開始運行，它一般會先檢測用戶是否按下了某些特別按鍵，這些特
別按鍵是uboot在編譯時預先約定好的，用於進入調試模式。如果用戶沒有按這些特別的按鍵，則 uboot
會從NAND Flash中裝載Linux內核，裝載的地址是在編譯uboot時預先約定好的。
Linux內核被裝載後，就開始進行內核初始化的過程，該過程如表1-2所示。
表 1-2 Linux內核的啓動步驟
以上過程中，initrc文件在Android手機中的系統根目錄下，可以使用adb pull命令提取出該文件: ./adb pull /init.rc 〜/De sktop
initrc的內容格式類似於一種腳本，但是它卻不是標準的Linux腳本，而是僅用於啓動的腳本。關
於 init.rc的完整格式請參考Linux相關文檔。