一、启动参数来源

Linux 内核的启动参数主要来源于两个渠道：Bootloader 和 设备树（Device Tree Blob, DTB）。

1. Bootloader（U-Boot 为例）

在 ARM/ARM64 平台上，U-Boot 在启动内核前完成三项工作：

• 设置内核入口地址（zImage 或 Image）。

• 准备设备树（FDT）或 ATAGS 结构。

• 传递启动参数字符串，通常通过 bootargs 环境变量。

例如，在 U-Boot 中设置 bootargs 并启动内核：

setenv bootargs "console=ttyS0,115200 root=/dev/mmcblk0p2 rw rootwait" bootz ${kernel_addr} - ${fdt_addr}

U-Boot 会把该字符串传递给内核。老式 ARM 使用 ATAGS 结构，新式 ARM64 使用 FDT 中 /chosen 节点。

1. Device Tree Blob（DTB）

DTB 中 /chosen 节点也可以定义启动参数，例如：

/ { chosen { bootargs = "console=ttyS0,115200 root=/dev/mmcblk0p2 rw rootwait"; stdout-path = "serial0:115200n8"; }; };

内核启动时，drivers/of/fdt.c 中的 early_init_dt_scan_chosen() 会解析 /chosen 节点，把 bootargs 拷贝到内核命令行。DTB 还可以定义 initrd 的起止地址、early console 配置等。

总结：U-Boot 和 DTB 最终传递给内核的都是空格分隔的参数字符串，格式相同，内核解析不区分来源。

二、启动参数优先级

Linux 内核接收启动参数时遵循以下优先级：

• U-Boot bootargs：如果设置了 bootargs，则覆盖 DTB 中的 bootargs。

• DTB /chosen/bootargs：U-Boot 未传递参数时使用。

• 内核编译时 CONFIG_CMDLINE：为默认参数，当 U-Boot 和 DTB 都没有时使用。

• CONFIG_CMDLINE_FORCE：强制使用内核自带参数，覆盖 U-Boot 和 DTB。

开发阶段常在 DTS 中提供最小可启动 bootargs，产品阶段通过 U-Boot 动态传递参数更灵活。

三、内核解析流程

1. 内核命令行存储

内核入口 init/main.c 中全局数组保存启动参数：

static char __initdata command_line[COMMAND_LINE_SIZE];

1. DTB 参数解析

DTB /chosen 节点的解析在 drivers/of/fdt.c 的 early_init_dt_scan_chosen() 函数中完成，包括：

• 拷贝 bootargs 到内核命令行

• 读取 initrd 起止地址

• 配置 early console

1. 参数解析机制

内核解析启动参数分为三类：

• 早期参数（early_param）：在内核初始化早期处理，如 console=，保证日志输出可用。

• 普通参数（__setup）：在后续初始化中解析，用于挂载根文件系统、启用模块功能等。

这里都是解析参数中心，可以定义自己关注的key

• 模块参数（module_param）：供加载模块解析启动参数。

示例：console 参数解析

根文件系统参数 root= 的解析位于 init/do_mounts.c 的 root_dev_setup()，initramfs 的 init 解析在 init/initramfs.c 中完成。

四、启动参数格式

• 空格分隔：key=value 或单独 flag

• 示例：

console=ttyS0,115200 root=/dev/mmcblk0p2 rw rootwait earlyprintk

• DTS 中为 FDT blob，字符串用双引号并以分号结束。

• U-Boot 中为 shell 风格字符串。

• 内核解析时不区分来源。

五、常用经典参数

控制台与调试参数：

• console=ttyS0,115200：指定内核日志输出到串口

• earlycon：启用 early console

• loglevel=7：设置内核日志等级

根文件系统参数：

• root=/dev/mmcblk0p2：指定根文件系统设备

• rootfstype=ext4：指定根文件系统类型

• rootwait：等待根设备准备就绪

• init=/sbin/init：覆盖默认 init 程序

• rdinit=/linuxrc 或 rdinit=/init：指定 initramfs 内的 init

Initramfs / Initrd 参数：

• initrd=<start>,<size>：initrd 内存起止地址initrd=0x900000,9M

• rdinit=/init：initramfs 的 init

• noinitrd：禁止使用 initrd/initramfs

网络与 NFS 参数：

• ip=dhcp：通过 DHCP 获取 IP

• nfsroot=<server>:/path：指定 NFS 根路径

内存与调试参数：

• mem=512M：限制可用内存

• panic=5：内核崩溃后自动重启时间

六、rdinit 与 init 对比

在启动流程中，init 与 rdinit 都用于指定用户态初始化程序，但存在区别：

init

• 指定内核挂载完成根文件系统后执行的初始化程序

• 常见值 /sbin/init 或 /lib/systemd/systemd

• 解析位置：init/main.c 中 init_task 设置，并通过 do_basic_setup() 调用

rdinit

• 指定 initramfs / initrd 内部的初始化程序

• 内核在挂载 initramfs 后立即执行 rdinit 指定程序

• 优先于根文件系统 init 执行

• 解析位置：init/initramfs.c 中 initramfs_load() 和 populate_rootfs()

总结：rdinit 用于早期用户态（initramfs），在根文件系统可用之前执行，Linux 内核内置的一种 cpio 打包格式，会被解压到一个 ramfs 或 tmpfs 上，作为临时的 rootfs；init 用于根文件系统挂载完成后启动用户态初始化。

七、启动参数总结

Linux 启动参数形成了完整链条：U-Boot 设置 bootargs 或 DTB /chosen/bootargs → 内核命令行 command_line[] → parse_early_param() / __setup() → 各子系统应用，包括 console、rootfs、网络配置、调试等。优先级遵循 U-Boot > DTB > 内核默认，CONFIG_CMDLINE_FORCE 可覆盖一切。

rdinit 与 init 分别控制早期用户态与正式根文件系统用户态初始化，为嵌入式系统提供灵活的启动策略。

八、启动过程中切换文件系统

Linux 启动的核心点在 switch_root / pivot_root：

• 内核初始化时，挂载 initramfs → 作为 rootfs。

• 执行 initramfs 中的 /init 脚本或二进制。

• 在 /init 里面通常会做：

  

  • 挂载真正的根文件系统（例如 eMMC 上的 ext4，UFS，NAND，NFS root 等）。

  • 执行 switch_root /newroot /init，把 rootfs 从 initramfs 切换到真正的存储设备。

  • 或者执行 pivot_root 实现类似效果。

switch_root 的作用：

• 把新的文件系统挂到 /。

• 把原来的 initramfs 挂到某个临时目录（通常是 /old_root），再卸载释放。

源码入口：

• init/do_mounts_initrd.c（旧 initrd 方案）

• init/do_mounts.c（rootfs 挂载）

• 用户态执行 /init（busybox 里常见 switch_root 工具）。

如果系统 不具备持久化存储（例如FPGA原型验证），完全可以只依赖内存里的 initramfs 来跑。

此时就不会调用 switch_root，而是直接在 initramfs 的 /init 里面启动服务（例如 shell、应用程序）。

代价：

• 所有数据都在内存中，掉电即失。

• 内存占用不可释放，因为 ramfs 不支持 swap-out，initramfs 的文件会一直常驻内存。