uboot&&grub 调试内核时的参数

目前信创设备有bootloader or grub引导内核，其中

grub：

 linux  /bzImage console=ttyS0,115200 ramdisk_size=60000 earlycon=ppl011,mmio32,0x28001000  bonding.miimon=100 bonding.mode=active-backup libata.dma=5 quiet root=/dev/ram0 rw pci=noaer pcie_aspm=off net.ifnames=0
 initrd  /initrd.gz

bootload：

bootargs root=/dev/mtdblock2 console=ttySAC0 init=/linuxrc

• root：指定根文件系统的位置，比如：root=/dev/mtdblock3 , mtdblock3 代表mtdparts的第4分区 （第一个分区为mtdblock0） 如果指定 root=/dev/nfs，还需要指定nfsroot=serverip:nfs_dir
• console：设置控制台参数，比如：console=ttySAC0,115200 , 使用串口0作为控制台，波特率为115200 。串口设备要根据实际的设备名称来设置。
• rootfstype：指定根文件系统的类型，这个选项需要跟root一起配合使用，一般如果根文件系统是ext2的话，有没有这个选项是无所谓的，但是如果是jffs2,squashfs等文件系统的话，就需要rootfstype指明文件系统的类型，不然会无法挂载根分区。
• ramdisk_size：指定创建的ramdisk的大小，ramdisk是将内存中的一块区域作为物理磁盘使用的一种技术
• init：指定内核启动后第一个执行的脚本，比如：init=/linuxrc
• initrd：指定ramdisk在内存中的位置和大小

有个疑问grub or uboot 解析完参数后传给内核！ 内核怎样解析参数。

以quite net.ifname=0  log_level为例：

init/main.c中：

static int __init quiet_kernel(char *str)
{
    console_loglevel = CONSOLE_LOGLEVEL_QUIET;
    return 0;
}
early_param("quiet", quiet_kernel);

static int __init loglevel(char *str)
{
    int newlevel;
    /*
     * Only update loglevel value when a correct setting was passed,to prevent blind crashes (when loglevel being set to 0) thatare quite hard to debug
     */
    if (get_option(&str, &newlevel)) {
        console_loglevel = newlevel;
        return 0;
    }
    return -EINVAL;
}
early_param("loglevel", loglevel);

　　当内核 cmdline 中设定了 quiet 参数后，quiet_kernel 函数会被调用，这个函数会将 console_loglevel 设定为CONSOLE_LOGLEVEL_QUIET=4

static int __init root_dev_setup(char *line)
{
    strlcpy(saved_root_name, line, sizeof(saved_root_name));
    return 1;
}

__setup("root=", root_dev_setup);

#define __setup(str, fn)                        \
    __setup_param(str, fn, fn, 0)

/*
 * NOTE: fn is as per module_param, not __setup!
 * Emits warning if fn returns non-zero.
 */
#define early_param(str, fn)                        \
    __setup_param(str, fn, fn, 1)

 

　　我们知道内核是依次执行各个section代码段代码。来看early_param的宏定义展开。

/*
 * Only for really core code.  See moduleparam.h for the normal way.
 *
 * Force the alignment so the compiler doesn't space elements of the
 * obs_kernel_param "array" too far apart in .init.setup.
 */
#define __setup_param(str, unique_id, fn, early)            \
    static const char __setup_str_##unique_id[] __initconst        \
        __aligned(1) = str;                     \
    static struct obs_kernel_param __setup_##unique_id        \
        __used __section(.init.setup)                \
        __attribute__((aligned((sizeof(long)))))        \
        = { __setup_str_##unique_id, fn, early }

#define __setup(str, fn)                        \
    __setup_param(str, fn, fn, 0)

/*
 * NOTE: fn is as per module_param, not __setup!
 * Emits warning if fn returns non-zero.
 */
#define early_param(str, fn)                        \
    __setup_param(str, fn, fn, 1)

扩展后结果为：

 static const char __setup_str_loglevel[] __initconst  __aligned(1) = "loglevel";     

 

    struct obs_kernel_param _setup_loglevel 
　　　　　　__used __section(.init.setup) 
　　　　　　__attribute__((aligned((sizeof(long)))))
　　　　= {
        .str = "__setup_str_loglevel",
        .setup_func = loglevel,
        .early = 1,
    }；

 

/* These are for everybody (although not all archs will actually
   discard it in modules) */
#define __init        __section(.init.text) __cold notrace
#define __initdata    __section(.init.data)
#define __initconst    __constsection(.init.rodata)
#define __exitdata    __section(.exit.data)
#define __exit_call    __used __section(.exitcall.exit)

 

其含义为：

• const char __setup_str_loglevel[]其值为 “loglevel”，存放在 .init.rodata section 中并以 1 字节为单位对齐

• struct obs_kernel_param _setup_loglevel 此结构体以 sizeof(long) 字节对齐并存放到 .init_setup section 中

内核启动的时候其会调用如下函数：

 

 

start_kernel
    setup_arch 
       parse_early_param 
            parse_early_options 
                parse_args 
                    parse_one 
                        do_early_param

　　reserve_initrd ----->比如调用reserve_initrd 保存 initrd

 

/* Arch code calls this early on, or if not, just before other parsing. */
void __init parse_early_param(void)
{
    static int done __initdata;
    static char tmp_cmdline[COMMAND_LINE_SIZE] __initdata;

    if (done)
        return;

    /* All fall through to do_early_param. */
    strlcpy(tmp_cmdline, boot_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
    parse_early_options(tmp_cmdline);
    done = 1;
}

/* Check for early params. */
static int __init do_early_param(char *param, char *val,
                 const char *unused, void *arg)
{
    const struct obs_kernel_param *p;

    for (p = __setup_start; p < __setup_end; p++) {
        if ((p->early && parameq(param, p->str)) ||
            (strcmp(param, "console") == 0 &&
             strcmp(p->str, "earlycon") == 0)
        ) {
            if (p->setup_func(val) != 0)
                pr_warn("Malformed early option '%s'\n", param);
        }
    }
    /* We accept everything at this stage. */
    return 0;
}

 

#define INIT_SETUP(initsetup_align)                    \
        . = ALIGN(initsetup_align);                \
        VMLINUX_SYMBOL(__setup_start) = .;            \
        *(.init.setup)                        \
        VMLINUX_SYMBOL(__setup_end) = .;

 

　　do_early_params 函数的第一个参数是上层传入的 cmd 的唯一标识，然后 do_early_params 函数遍历 __setup_start以及 __setup_end代码段区域内遍历每一个 cmd实例--->obs_kernel_param，匹配到了则调用相应的 setup_func hook函数！！
关于section，目前内核连接各个模块等都是通过section来存放链接。

static void __init reserve_initrd(void)
{
    /* Assume only end is not page aligned */
    u64 ramdisk_image = get_ramdisk_image();
    u64 ramdisk_size  = get_ramdisk_size();
    u64 ramdisk_end   = PAGE_ALIGN(ramdisk_image + ramdisk_size);
    u64 mapped_size;

    if (!boot_params.hdr.type_of_loader ||
        !ramdisk_image || !ramdisk_size)
        return;        /* No initrd provided by bootloader */

    initrd_start = 0;

    mapped_size = memblock_mem_size(max_pfn_mapped);
    if (ramdisk_size >= (mapped_size>>1))
        panic("initrd too large to handle, "
               "disabling initrd (%lld needed, %lld available)\n",
               ramdisk_size, mapped_size>>1);

    printk(KERN_INFO "RAMDISK: [mem %#010llx-%#010llx]\n", ramdisk_image,
            ramdisk_end - 1);

    if (pfn_range_is_mapped(PFN_DOWN(ramdisk_image),
                PFN_DOWN(ramdisk_end))) {
        /* All are mapped, easy case */
        initrd_start = ramdisk_image + PAGE_OFFSET;
        initrd_end = initrd_start + ramdisk_size;
        return;
    }

    relocate_initrd();

    memblock_free(ramdisk_image, ramdisk_end - ramdisk_image);
}

static void __init relocate_initrd(void)
{
    /* Assume only end is not page aligned */
    u64 ramdisk_image = get_ramdisk_image();
    u64 ramdisk_size  = get_ramdisk_size();
    u64 area_size     = PAGE_ALIGN(ramdisk_size);

    /* We need to move the initrd down into directly mapped mem */
    relocated_ramdisk = memblock_find_in_range(0, PFN_PHYS(max_pfn_mapped),
                           area_size, PAGE_SIZE);

    if (!relocated_ramdisk)
        panic("Cannot find place for new RAMDISK of size %lld\n",
              ramdisk_size);

    /* Note: this includes all the mem currently occupied by
       the initrd, we rely on that fact to keep the data intact. */
    memblock_reserve(relocated_ramdisk, area_size);
    initrd_start = relocated_ramdisk + PAGE_OFFSET;
    initrd_end   = initrd_start + ramdisk_size;
    printk(KERN_INFO "Allocated new RAMDISK: [mem %#010llx-%#010llx]\n",
           relocated_ramdisk, relocated_ramdisk + ramdisk_size - 1);

    copy_from_early_mem((void *)initrd_start, ramdisk_image, ramdisk_size);

    printk(KERN_INFO "Move RAMDISK from [mem %#010llx-%#010llx] to"
        " [mem %#010llx-%#010llx]\n",
        ramdisk_image, ramdisk_image + ramdisk_size - 1,
        relocated_ramdisk, relocated_ramdisk + ramdisk_size - 1);
}

 

可以看到 initrd 通过boot相关参数赋值：

struct boot_params *make_boot_params(struct efi_config *c)
{
    struct boot_params *boot_params;
    struct apm_bios_info *bi;
    struct setup_header *hdr;
    struct efi_info *efi;
    efi_loaded_image_t *image;
    void *options, *handle;
    efi_guid_t proto = LOADED_IMAGE_PROTOCOL_GUID;
    int options_size = 0;
    efi_status_t status;
    char *cmdline_ptr;
    u16 *s2;
    u8 *s1;
    int i;
    unsigned long ramdisk_addr;
    unsigned long ramdisk_size;

    --------------------------

    status = handle_cmdline_files(sys_table, image,
                      (char *)(unsigned long)hdr->cmd_line_ptr,
                      "initrd=", hdr->initrd_addr_max,
                      &ramdisk_addr, &ramdisk_size);


    if (status != EFI_SUCCESS)
        goto fail2;
    hdr->ramdisk_image = ramdisk_addr & 0xffffffff;
    hdr->ramdisk_size  = ramdisk_size & 0xffffffff;
    boot_params->ext_ramdisk_image = (u64)ramdisk_addr >> 32;
    boot_params->ext_ramdisk_size  = (u64)ramdisk_size >> 32;

    return boot_params;
fail2:
    efi_free(sys_table, options_size, hdr->cmd_line_ptr);
fail:
    efi_free(sys_table, 0x4000, (unsigned long)boot_params);
    return NULL;
}

 

 

　　 以下为内核启动参数参考：

Console Options

参数

说明

选项

内核配置/文件

console=Options

用于说明输出设备

ttyn 终端 ttySn[,options], ttyUSB0[,options] 串口uart,io,addr[,options],uart,mmio,addr[,options]&<60;

netconsole=[src-port]@[src-ip]/[dev],[target-port]@target-ip/[targetmac-address]

debug

Enable kernel debugging.

启动时将所有的调试信息都输出到控制台

quiet

Disable all log messages.

相当于loglevel=KERN_WARNING

earlyprintk=[vga|serial][,ttySn[,baudrate]][,keep]

打印传统的控制台初始化前的信息，主要是硬件相关的信息

loglevel=level

设置默认的控制台记录级别

所有的较高级别的信息将被打印（0－7）

/proc/sys/kernel/printk

log_buf_len=n[KMG]

设置内核记录缓冲区大小

为2的冥

CONFIG_LOG_BUF_SHIFT

initcall_debug

调试系统初始化函数

跟踪系统启动时用到的所有的函数

kstack=n

Oops栈的多少个字被输出

n为整数

time

在记录信息前面显示时间

Interrupt Options(Advanced Programmable Interrupt Controller APIC)

apic=[quiet|verbose|debug]

改变ACPI子系统启动时的记录级别

默认为quite

noapic

不用任何IOAPICs

lapic

使本地ACPI有效

即使BOIS使得它无效，也要让它有效

nolapic

不使用ACPI

noirqbalance

使内核内建的Irq平衡逻辑无效

irqfixup

基本的中断问题修复

当一个中断没有被处理，搜索所有的中断处理看看能不能用

irqpoll

扩展的中断问题修复

在每一个时钟中断，检查每一个中断处理

noirqdebug

禁止未处理的中断自动探测

默认情况下，内核试着探测并且禁止未处理的中断源，以免引起未知的问题，这个选项禁止该功能。

Memory Options

highmem=n

说明高内存区域的大小

强制高端内存有大小为n的精确的内存区域，不管系统有没有高端内存，也可以用于减少大内存系统中的高端内存大小

hugepages=n

设置hugetlb页的数量

ihash_entries=n

设置Inode哈希表的大小

用于覆盖内核的默认值

max_addr=n

设置内存的最大地址

内核将忽略在该地址以上的物理内存

mem=n[KMG]

设置内存使用的内存数

当使用memmap选项时，能避免物理地址空间的冲突。如果不用memmap选项，可能引起PCI设备被放到未用的RAM空间。

mem=nopentium

内核禁用大页（4M）

memmap=exactmap

使用特定的内存映像

memmap=n[KMG]@start[KMG]

强制内核使用特定的内存区域

n,是表内存区域的大小，start指内存区域的开始位位置

noexec=[on|off]

禁/启用内核将一个内存区域映像为不可执行内存的的功能。默认为on.

reserve=n[KMG]

强制内核忽略IO内存区域

预留IO内存区域

vmalloc=n[KMG]

强制vmalloc有的个特定的大小

可用于增加vmalloc区域的最小值，也可以用于减少vmalloc的大小，增加更多的空间用于直接映射内核RAM

norandmaps

不用地址空间随机化

默认内核随机化程序启动的地址，该选项禁用该功能

/proc/sys/kernel/randomize_va_space写0相当

vdso=[0|1]

禁/启用vdso映像

(Virtual Dynamic Shared Object），默认为启用

Suspend Options

resume=suspend_device

说明休眠文件的分区设备

noresume

禁用休眠功能

Ramdisk Options

initrd=filename

initrd Ramdisk的位置

说明内核启动时要用到的Ramdisk的位置

load_ramdisk=n

从软盘加载Ramdisk

n=1,则从软盘加载ramdisk

noinitrd

不用任何Initrd,即使参数时面指定了

prompt_ramdisk=1

在从软驱中读取ramdisk之前提示用户

ramdisk_blocksize=n

ramdisk的块尺寸

ramdisk_size=n

说明ramdisk的大小

Root Disk Options

ro

启动时以只读方式挂载根文件系统

如果在它之前有rw的选项，ro将会取代它

root=device

说明系统启动的根文件系统

nnnn 十六的制备号（以内核可识别的方式表示major和minor)/dev/nfs/dev/<diskname>/dev/<diskname><decimal>/dev/<diskname>p<decimal>（要求diskname以数字结尾）

rootdelay=n

挂载文件系统前的延迟

主要是当根文件系统在USB or FireWire设备上

rootflags=options

根文件系统挂载选项

rootfstype=type

根文件系统的类型

例如:rootfstype=ext3

rw

启动时以读写方式挂载根文件系统

Init Options

init=filename

在Init时，应该执行的程序

默认为/sbin/Init

rdinit=full_path_name

从ramdisk中运行Init进行

指定的文件必须是在ramdisk而不是在root文件系统中

S

运行Init在单用户模式中

Network Options

netdev=[irq],[io],[mem_start],[mem_end],[name]

设备各咱网络参数

thash_entries

设置TCP连接哈希表的最大数目

Network File System Options

lockd.nlm_grace_period=n

设备恰当的锁管理周期

以秒为单位

lockd.nlm_tcpport=port

为NFS锁管理者设置端口（TCP）

lockd.nlm_timeout=n

NFS锁管理者超时

默认为十秒

lockd.nlm_udpport=port

为NFS锁管理者设置端口（UDP）

nfsroot=[server-ip:]root-dir[,nfs-options]

为无盘系统，说明NFS根文件系统，如果参数没有设置默认为/tftpboot/client_ip_address

nfs.callback_tcpport=port

为回调通道设置NFSv4&<60;TCP端口

Hardware-Specific Options

nousb

没有USB设备

lp=[0|port[,port…]|reset|auto]

设置并行端口和其模式

lp=auto内核将检查所有端口，看有没有IEEE&<60;1284兼容的打印机

parport=[setting[,setting…]

说明并行端口参数

parport_init_mode=[spp|ps2|epp|ecp|ecpepp]

并行端口初始化模式

nr_uarts=n

最大的UART被注册的数目

panic=n

系统panic后重启最大等时间

默认为0，系统将不重新启动，仅仅挂起

pause_on_oops=n

告诉内核，当第一个Oops出现后，挂起所有的CPU,n秒，以便记录下现场

combined_mode=[combined|ide|libata]

说明IDE驱动