/* arch/arm/cpu/armv8/start.S */.globl _start_start:#if defined(CONFIG_LINUX_KERNEL_IMAGE_HEADER)    /*     * 有些平台需要Linux内核镜像头部，U-Boot把自己伪装成     * 内核格式，让ROM Code能正常加载     */    b   reset          /* 跳过头部，到实际入口 */    .long   0          /* 偏移量占位 */    .quad   0          /* image_header占位 */    /* ... 共64字节头部 ... */#endif    b   reset

/* arch/arm/cpu/armv8/start.S */reset:    /* 关中断 */    msr daifset, #0xf    /* 根据当前异常级别做不同处理 */    mrs x0, CurrentEl    cmp x0, #0xC           /* EL3? */    b.eq 1f    cmp x0, #0x8           /* EL2? */    b.eq 2f    cmp x0, #0x4           /* EL1? */    b.eq 3f    b   reset_serror1:  /* EL3: 安全态，先切到EL2 */    mrs x0, scr_el3    orr x0, x0, #0x4       /* 设置EL2为非安全态 */    msr scr_el3, x0    msr sp_el2, x0    eret                    /* 返回到EL2 */2:  /* EL2: 设置异常向量表 */    adrp x0, vectors    add x0, x0, #:lo12:vectors    msr vbar_el2, x0    /* 关MMU和Cache */    mrs x0, sctlr_el2    bic x0, x0, #(1 << 0)     /* 关MMU */    bic x0, x0, #(1 << 2)     /* 关DCache */    bic x0, x0, #(1 << 12)    /* 关ICache */    msr sctlr_el2, x0    isb    /* 计数器频率设置（ARM64定时器） */    mrs x0, cntfrq_el0    cbz x0, 1f    ldr x1, =CONFIG_COUNTER_FREQUENCY    msr cntfrq_el0, x11:  /* 初始化栈 */    ldr x0, =CONFIG_SYS_INIT_SP_ADDR    mov sp, x0    /* 跳C语言入口 */    b   board_init_f

/* common/board_f.c */void board_init_f(ulong boot_flags){    gd->flags = boot_flags;    gd->have_console = 0;    /* 调用initcall链，逐个执行初始化函数 */    initcall_run_list(init_sequence_f);    /* 重定位U-Boot到RAM顶部 */    relocate_code(addr_sp, gd, relocaddr);}

/* * arch/arm64/kernel/head.S * Linux 5.10 ARM64内核入口 */    .section ".head.text", "ax"SYM_CODE_START(primary_entry)    /*     * 内核镜像的前4字节     * ROM Code或U-Boot加载后跳到这里     * b指令相对跳转，与加载地址无关     */    b   __primary_entry    .long   0               /* 偏移量到pe_header */    .quad   PE_HEADER       /* PE/COFF头部偏移（EFI启动兼容） */SYM_CODE_END(primary_entry)

/* * __primary_entry - 主CPU入口 * x0 = dtb物理地址（U-Boot通过x0传入） */SYM_CODE_START(__primary_entry)    /* 保存dtb地址到x21     * ARM64调用约定：x0是内核入口的第一个参数     * U-Boot在booti时把dtb地址放到x0     * x21在head.S全程用于保存dtb地址，不能被覆盖     */    mov x21, x0    /* 保存当前物理地址到x24     * 后续KASLR重定位需要知道内核被加载到哪里     * adrp获取当前PC对应的页对齐物理地址     */    adrp    x24, __primary_entry    /*     * 检查异常级别，设置boot mode标志     * 内核期望在EL2启动（虚拟化支持更好）     * 如果在EL3则先降到EL2     */    bl  set_cpu_boot_mode_flag    /*     * 创建临时页表并启用MMU     * 5.10的核心变化：创建idmap、kernel image映射、fixmap     */    bl  __create_page_tables    /*     * 配置SCTLR_EL1为后续C代码做准备     */    ldr x0, =SCTLR_EL1_FLAGS    msr sctlr_el1, x0    isb    /*     * 设置异常返回地址为__mmap_switched     * eret后CPU会跳到这里，此时MMU已开     * 用eret而不是b来切换上下文     * 因为eret会自动清除特权级转换的状态     */    ldr x8, =__mmap_switched    adr_l   x9, __primary_switched#ifdef CONFIG_RANDOMIZE_BASE    adr_l   x9, __primary_switched + KASLR_OFFSET#endif    br  x8SYM_CODE_END(__primary_entry)

/* * __create_page_tables - 创建早期页表 * * 创建三套映射： * 1. idmap: 恒等映射，物理地址=虚拟地址 *    用于MMU开启瞬间的过渡执行 * 2. kernel image: 内核镜像映射 *    将内核映射到最终的虚拟地址（PAGE_OFFSET + KASLR偏移） * 3. fixmap: 固定映射区域 *    用于早期访问DTB、earlycon、FDT等 */SYM_FUNC_START(__create_page_tables)    mov x28, lr    /* 获取页表所在内存 */    adrp    x0, idmap_pg_dir    adrp    x1, swapper_pg_dir    /* 清零页表内存 */    mov x2, #IDMAP_DIR_SIZE    add x2, x2, #SWAPPER_DIR_SIZE    bl  __clear_page_tables    /* 第一步：创建恒等映射（idmap）     * 将内核当前所在的物理地址区域映射到相同的虚拟地址     * 为什么需要这个？因为开启MMU的瞬间，PC还在物理地址上执行     * 必须保证当前执行代码在虚拟地址空间也能访问     * 否则MMU一开，CPU取指失败，直接挂     */    adrp    x0, idmap_pg_dir    mov x1, #IDMAP_BLOCK_SHIFT    mov x2, #IDMAP_BLOCK_SIZE    bl  map_memory    /* 第二步：创建内核镜像映射     * 将内核物理地址映射到PAGE_OFFSET + KASLR偏移的虚拟地址     * 没有KASLR时偏移为0，就是标准的PAGE_OFFSET     */    adrp    x0, swapper_pg_dir    mov x1, #SWAPPER_BLOCK_SHIFT    mov x2, #SWAPPER_BLOCK_SIZE    bl  map_memory    /* 第三步：创建fixmap映射     * fixmap是5.10引入的关键改进     * 在虚拟地址空间顶部固定位置映射几个页面     * 用于：     * - FIX_FDT: 访问设备树DTB     * - FIX_EARLYCON: 早期串口输出     * - FIX_PGD: 临时页表页面     *     * 早期代码不能直接用内核虚拟地址访问DTB     * （因为dtb可能不在内核映射范围内）     * fixmap提供了"窗口"来访问这些不在映射范围内的内存     */    adrp    x0, swapper_pg_dir    mov x1, #SWAPPER_BLOCK_SHIFT    ldr x2, =FIXADDR_START    bl  map_fixmap    ret x28SYM_FUNC_END(__create_page_tables)

/* * arch/arm64/kernel/kaslr.c * Linux 5.10 KASLR实现 * * 随机种子来源： * 1. 设备树 /chosen/kaslr-seed 属性 * 2. EFI的random seed * 3. 硬件RNG（如果支持） */u16 __initdata memstart_offset_seed;static int __initkaslr_init(void){    u64 seed;    /* 从设备树获取kaslr-seed */    if (!fdt_get_kaslr_seed(&seed)) {        /* 没有种子，KASLR不生效 */        return 0;    }    /*     * 偏移量必须是2MB对齐（ARM64的block size）     * 范围：0 ~ KASLR_RANGE_MAX（通常几GB）     */    kaslr_offset = (seed % KASLR_RANGE_MAX) & ~(SZ_2M - 1);    return 0;}

/ {    chosen {        /*         * kaslr-seed: 64位随机种子         * U-Boot可以在启动时用硬件RNG填充这个值         * 没有这个属性则KASLR不生效         */        kaslr-seed = <0x12345678 0x9abcdef0>;    };};

/* * __mmap_switched - MMU已开，切换到C运行环境 */SYM_CODE_START(__mmap_switched)    /* 清空BSS段     * C代码期望BSS段全零，这里保证这一点     */    adr_l   x0, __bss_start    mov x1, xzr    adr_l   x2, __bss_stop    sub x2, x2, x0    bl  __pi_memset    /* 保存dtb地址到全局变量，C代码后续使用 */    adr_l   x0, __fdt_pointer    str x21, [x0]    /* 保存KASLR偏移量 */    adr_l   x0, kaslr_offset    str x24, [x0]    /* 跳转到start_kernel，正式进入C语言世界 */    b   start_kernelSYM_CODE_END(__mmap_switched)

/* init/main.c, line 879, Linux 5.10 */asmlinkage __visible void __init __no_sanitize_address start_kernel(void){    char *command_line;    char *after_dashes;    /* 第1步：打印内核版本 */    pr_notice("%s", linux_banner);    /* 第2步：架构相关最早期的初始化 */    setup_arch(&command_line);    /* ARM64上这个函数做了非常多的事：     * - 解析设备树（unflatten_device_tree）     * - 初始化内存布局（memblock）     * - 设置内核虚拟地址映射     * - 检测CPU特性（elf_hwcap）     */    /* 第3步：打印命令行参数 */    pr_notice("Command line: %s\n", saved_command_line);    /* 第4步：设置各种核心子系统 */    setup_nr_cpu_ids();          /* CPU数量 */    setup_per_cpu_areas();       /* per-cpu变量区 */    smp_prepare_boot_cpu();      /* SMP启动准备 */    /* 第5步：引导时钟 */    boot_cpu_init();    /* 第6步：内存管理初始化 */    mm_core_init();              /* 核心内存分配器 */    setup_per_cpu_pageset();     /* per-cpu页缓存 */    mem_init();                  /* buddy分配器 */    kmem_cache_init_late();      /* slab分配器 */    /* 第7步：进程调度器 */    sched_init();                /* CFS调度器初始化 */    /* 第8步：RCU读拷贝更新 */    rcu_init();                  /* 关键！很多后续初始化依赖RCU */    /* 第9步：中断和时钟 */    init_IRQ();                  /* 中断控制器（GIC）初始化 */    tick_init();                 /* 时钟事件设备 */    timer_init();                /* ARM64 arch_timer */    /* 第10步：驱动模型 */    driver_init();               /* 设备模型核心：kobject、class、platform bus */    /* 第11步：设备树驱动匹配 */    of_platform_populate(NULL, of_default_bus_match_table, NULL, NULL);    /* 第12步：挂载根文件系统 */    vfs_caches_init();    rest_init();                 /* 创建kernel_init线程，最终挂载rootfs */}

/* arch/arm64/kernel/setup.c, line 226 */void __initsetup_arch(char **cmdline_p){    /* 1. 早期设备树扫描 — 只读关键信息 */    setup_machine_fdt(__fdt_pointer);    /* 上面这个函数做了一件很关键的事：     * 把U-Boot传过来的dtb物理地址（存在__fdt_pointer中）     * 通过fixmap映射到虚拟地址空间，然后扫描/compatible、/memory等节点     * 此时正式页表还没建好，所以只能用fixmap窗口     */    /* 2. 解析内核命令行 */    *cmdline_p = boot_command_line;    parse_early_param();    /* 3. 内存布局初始化 */    arm64_memblock_init();    /* memblock是内核早期的简单内存分配器     * 在buddy分配器初始化之前，所有内存申请都靠它     * 这里把设备树里的/memory节点信息注册到memblock     * 同时把内核镜像、dtb、initramfs等区域标记为reserved     */    /* 4. 解析CPU特性 */    cpu_read_bootcpu_ops();    init_cpu_features(&arm64_features);    /* 5. 后续初始化 */    paging_init();        /* 建立正式的内核页表，替换head.S的临时页表 */    arm64_numa_init();    /* NUMA支持（如果启用） */    zone_sizes_init();    /* 内存zone初始化（DMA/NORMAL/HIGHMEM） */}

/* drivers/of/fdt.c, line 1245 */void __init unflatten_device_tree(void){    /* 1. 分配内存，将FDT展开为struct device_node树 */    __unflatten_device_tree(initial_boot_params, NULL, &of_root,                            early_init_dt_alloc_memory_arch, false);    /* 2. 获取/choosen节点信息：bootargs、initrd、kaslr-seed等 */    of_alias_scan(early_init_dt_alloc_memory_arch);    /* 3. 此后设备树不再是二进制blob     * 变成了内核里的struct device_node链表     * 驱动可以通过of_find_node_by_path()等API随机访问     */}

/* init/main.c, line 679, Linux 5.10 */noinline void __ref rest_init(void){    /* 创建kernel_init线程（PID=1），即未来的init进程 */    pid = kernel_thread(kernel_init, NULL, CLONE_FS);    /* 创建kthreadd线程（PID=2），内核线程管理器 */    pid = kernel_thread(kthreadd, NULL, CLONE_FS | CLONE_FILES);    /* 当前CPU0进入idle循环 */    cpu_startup_entry(CPUHP_ONLINE);}

/* init/main.c, line 1413, Linux 5.10 */static int __refkernel_init(void *unused){    /* 1. 等待设备驱动初始化完成 */    kernel_init_freeable();    /* 2. 尝试执行init程序 */    if (ramdisk_execute_command) {        if (run_init_process(ramdisk_execute_command))            pr_err("Failed to execute %s\n", ramdisk_execute_command);    }    if (execute_command) {        if (run_init_process(execute_command))            pr_err("Failed to execute %s\n", execute_command);    }    /* 3. 按顺序尝试4个默认init路径 */    if (!run_init_process("/sbin/init") ||        !run_init_process("/etc/init") ||        !run_init_process("/bin/init") ||        !run_init_process("/bin/sh"))        return 0;    /* 全部失败，panic */    panic("No working init found.  Try passing init= option to kernel.");}

/ {    chosen {        stdout-path = "serial0:115200n8";        bootargs = "console=ttyAMA0,115200 root=/dev/mmcblk1p2 rootwait rw";        linux,initrd-start = <0x84000000>;        linux,initrd-end = <0x85000000>;    };};

/├── bin/          基础命令（ls、cp、mv等）├── sbin/         # 系统管理命令（ifconfig、mount等）├── etc/          # 配置文件（inittab、fstab、init.d等）├── dev/          # 设备文件（tty、mmcblk等）├── proc/         # procfs挂载点├── sys/          # sysfs挂载点├── tmp/          # 临时文件├── root/         # root家目录├── lib/          # 动态链接库├── usr/          # 用户程序├── mnt/          # 外部存储挂载点└── linuxrc       # init进程入口

wget https://busybox.net/downloads/busybox-1.36.0.tar.bz2tar xjf busybox-1.36.0.tar.bz2cd busybox-1.36.0make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- defconfigmake ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- menuconfig勾选 Settings -> Build static binary (no shared libs)# 静态编译省去拷贝动态库的麻烦make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- install# 产物在_install目录

cd _installmkdir -p dev etc proc sys tmp mnt root etc/init.d/etc/inittab — init进程的配置cat > etc/inittab << EOF::sysinit:/etc/init.d/rcSttyAMA0::askfirst:-/bin/sh::ctrlaltdel:/sbin/reboot::shutdown:/sbin/swapoff -a::shutdown:/bin/umount -a -rEOF# /etc/init.d/rcS — 启动脚本cat > etc/init.d/rcS << EOF#!/bin/shmount -t proc proc /procmount -t sysfs sysfs /sysmount -t tmpfs tmpfs /tmpmdev -sifconfig lo upEOFchmod +x etc/init.d/rcS# /etc/fstabcat > etc/fstab << EOFproc            /proc           proc    defaults        0       0sysfs           /sys            sysfs   defaults        0       0tmpfs           /tmp            tmpfs   defaults        0       0EOF# 设备节点sudo mknod dev/console c 5 1sudo mknod dev/null c 1 3

dd if=/dev/zero of=rootfs.ext4 bs=1M count=128mkfs.ext4 rootfs.ext4mkdir rootfs_mountsudo mount rootfs.ext4 rootfs_mountsudo cp -rf _install/* rootfs_mount/sudo umount rootfs_mount

git clone https://git.buildroot.net/buildrootcd buildrootmake qemu_aarch64_virt_defconfigmake menuconfigTarget options -> ARM64# Filesystem images -> ext2/3/4 root filesystem# Target packages -> 按需选（nginx、openssh、python3等）make -j$(nproc)