Boot config

"node" {
    "label": "boot config",
    "categories": ["config"],
    "info": "kernel boot config",
    "depends": [
          "kernel start",
          "device tree",
          "rootfs"
    ]
}

介绍

Linux 支持在启动阶段，利用bootloader 或者其他机制，完成对内核的初次配置

内核提供给各个模块注册参数接口，这些参数会在编译链接阶段存放在内核代码中，内核启动时 利用command line 和 这些注册的参数进行匹配，匹配成功，调用对应的设置回调函数，然后完成对应模块的配置

!!! note

BOOT CONFIG 和 DEFCONFIG 的区别是什么? 一个是在代码编译阶段是否需要开启关闭某些
功能，一个是在运行启动阶段，决定是否开启某些功能

内核实现

内核提供了多种甚至是可以叠加的方法，给内核传递boot config,本小节将对这些方法统一介绍，我们以arm64作为参考

核心变量

内核维护有关command line的几个核心变量如下，具体含义注释已经说明

  /* Untouched command line saved by arch-specific code. */
  char __initdata boot_command_line[COMMAND_LINE_SIZE];
  /* Untouched saved command line (eg. for /proc) */
  char *saved_command_line __ro_after_init;
  unsigned int saved_command_line_len __ro_after_init;
  /* Command line for parameter parsing */
  static char *static_command_line;
  /* Untouched extra command line */
  static char *extra_command_line;
  /* Extra init arguments */
  static char *extra_init_args;

额外解释一下：

• boot_command_line ： 体系架构相关配置，比如arm64 该值等于 CONFIG_CMDLINE 和 fdt bootargs

• extra_command_line: boog config file 中 内核相关的配置项

• extra_init_args ： boog config file中传递给 init 进程 相关的配置项

• saved_command_line ： 包含 上面三个所有的参数

• static_command_line ： 除了 extra_init_args的参数总和，也就是只有kernel 关心的参数

init 流程

内核在start_kernel阶段完成 相关参数的初始化，有多个阶段

start_kernel() 
  ...
 -> setup_arch(&command_line);
 -> setup_boot_config();
 -> setup_command_line(command_line);

接下来 针对这些过程进行剖析

From FDT

arm64架构下 command_line = boot_command_lin

setup_arch(cmdline) 
 -> setup_machine_fdt()
    -> early_init_dt_scan()
      -> early_init_dt_scan_nodes() 
        -> early_init_dt_scan_chosen(boot_command_lin)
          -> boot_command_line=of_get_flat_dt_prop(node, "bootargs", &l);

上述流程第一次完成了 boot_command_line的初始化，初始化值使用设备树bootargs

From CONFIG_CMDLINE

内核也支持通过配置项CONFIG_CMDLINE 在编译阶段，定制boot config

代码依然位于 early_init_dt_scan_chosen,在扫描完 bootargs之后，继续执行

  handle_cmdline:
          /*
           * CONFIG_CMDLINE is meant to be a default in case nothing else
           * managed to set the command line, unless CONFIG_CMDLINE_FORCE
           * is set in which case we override whatever was found earlier.
           */
  #ifdef CONFIG_CMDLINE
  #if defined(CONFIG_CMDLINE_EXTEND)
          strlcat(cmdline, " ", COMMAND_LINE_SIZE);
          strlcat(cmdline, CONFIG_CMDLINE, COMMAND_LINE_SIZE);
  #elif defined(CONFIG_CMDLINE_FORCE)
          strscpy(cmdline, CONFIG_CMDLINE, COMMAND_LINE_SIZE);
  #else
          /* No arguments from boot loader, use kernel's  cmdl*/
          if (!((char *)cmdline)[0])
                  strscpy(cmdline, CONFIG_CMDLINE, COMMAND_LINE_SIZE);
  #endif
  #endif /* CONFIG_CMDLINE */

          pr_debug("Command line is: %s\n", (char *)cmdline);

这里必须要针对不同配置项开启的行为做出解释

• CONFIG_CMDLINE: 只有内核配置了 CONFIG_CMDLINE 才会生效

• CONFIG_CMDLINE_EXTEND： CONFIG_CMDLINE作为额外的配置项 采取追加的方式，追加在 bootargs之后

• CONFIG_CMDLINE_FORCE: 强制使用CONFIG_CMDLINE,bootargs会被抹除

• 其他情况：只有在 bootargs 为空时，才使用 CONFIG_CMDLINE

From BOOT config file

内核还额外支持以文件的方式，把bootconfig file直接嵌入到 initrd或者kernel image, 此方法一般嵌入式场景很少使用， 详细使用参考boot config

初始化核心代码

setup_boot_config()
   /* Cut out the bootconfig data even if we have no bootconfig option */
    data = get_boot_config_from_initrd(&size);
  /* If there is no bootconfig in initrd, try embedded one. */
   if (!data)
     data = xbc_get_embedded_bootconfig(&size);

    // if set bootconfig, bootconfig_found = true
    err = parse_args("bootconfig", tmp_cmdline, NULL, 0, 0, 0, NULL,
         bootconfig_params);

    /* keys starting with "kernel." are passed via cmdline */
    extra_command_line = xbc_make_cmdline("kernel");
    /* Also, "init." keys are init arguments */
    extra_init_args = xbc_make_cmdline("init");

• bootconfig 自己额外表示一个选项，表示是否支持bootconfig file 功能（是否解析 bootconfig file 也可以在 由 bootconfig 控制 ）

• CONFIG_BOOT_CONFIG_FORCE： 不判断 bootconfig是否设置，默认认为需要解析

• 从 configfile 读取 kernel字段初始化 extra_command_line

• 从 configfile 读取 init字段初始化 extra_init_args

参数汇总

核心逻辑在setup_command_line 这部分我们就不再看了 主要逻辑在上一节解释完了已经

内核参数列表

内核参数列表： The kernel command-line parameters

官方文档列出来了所有内核支持的参数列表，可以作为查阅手册，

dmesg 查看

# dmesg |grep command

输出

~ # dmesg |grep command
[    0.000000] Kernel command line:  earlycon rdinit=/bin/sh

或者通过

# cat  /proc/cmdline

该文件会显示saved_command_line,也就是全部的内核参数列表

至此，有关commandline的设置方法以及初始化过程我们讲完了，下一节我们介绍 param的具体实现