嵌入式 Linux 基础 on Yun 的个人博客

根文件系统构建笔记

Mon, 18 May 2026 10:20:00 +0800

根文件系统承担什么

Kernel 启动后需要挂载根文件系统，并运行第一个用户态进程。根文件系统里至少要有基础目录、初始化程序、命令工具、动态库、配置文件和设备节点。

最小系统常见目录包括：

/bin
/sbin
/etc
/lib
/dev
/proc
/sys
/tmp
/var

init

Kernel 默认会尝试运行 /sbin/init、/etc/init、/bin/init 或 /bin/sh。如果这些路径都不存在，系统会 panic。

调试时可以临时在 bootargs 里指定：

init=/bin/sh

这样能绕过复杂启动脚本，先确认根文件系统能否进入用户态。

动态库

如果应用或 BusyBox 是动态链接，需要把对应 C 运行库和动态加载器放进根文件系统。缺库时，常见现象是文件明明存在，却提示 not found。

可以用交叉工具链的 readelf 或 ldd 替代方案检查依赖。

虚拟文件系统

启动脚本通常需要挂载：

mount -t proc proc /proc
mount -t sysfs sysfs /sys
mount -t devtmpfs devtmpfs /dev

缺少这些挂载会影响进程信息、设备节点和驱动状态查看。

小结

根文件系统问题要从两个角度看：Kernel 是否成功挂载它，用户态程序是否能在里面正常运行。先确认最小 shell 可用，再逐步恢复完整启动脚本。

设备树调试的几个检查点

Mon, 18 May 2026 10:10:00 +0800

为什么设备树容易出问题

设备树描述硬件，但它本身不会证明硬件真的可用。一个节点看起来完整，也可能因为地址、时钟、中断、复位或引脚复用配置错误而导致驱动 probe 失败。

调试设备树时，可以先围绕几个高频字段检查。

compatible

compatible 决定设备节点能否匹配到驱动。驱动侧通常通过 of_device_id 表匹配字符串。

如果驱动没有 probe，先检查：

字符串是否拼写一致
驱动是否编进内核或模块已加载
节点 status 是否为 okay

reg 和 ranges

reg 描述寄存器地址和长度。地址单元数量受父节点的 #address-cells 和 #size-cells 影响。

如果寄存器读写异常，要确认物理地址、长度和父总线地址映射是否正确。

pinctrl、clock 和 reset

很多外设 probe 成功但不能工作，问题往往在 pinctrl、clock 或 reset。

常见检查项：

引脚复用是否切到外设功能
上拉、下拉、驱动能力是否符合硬件
时钟是否被正确打开
reset 是否释放

interrupt

中断问题通常表现为驱动正常加载，但事件没有响应。需要确认中断号、触发方式和中断控制器引用是否正确。

小结

设备树调试要同时看 DTS、驱动匹配表、内核日志和硬件原理图。只看一个文件很容易误判。

嵌入式 Linux 启动流程速记

Mon, 18 May 2026 10:00:00 +0800

启动主线

嵌入式 Linux 的启动过程可以先抓住一条主线：硬件上电后，Boot ROM 找到第一阶段启动程序，随后加载 U-Boot，再由 U-Boot 加载 Linux Kernel、设备树和根文件系统。

完整路径通常是：

Power On -> Boot ROM -> SPL/TPL -> U-Boot -> Kernel -> init -> user space

不同芯片的细节会变化，但定位问题时先把当前卡在哪一段确认清楚，排查效率会高很多。

Boot ROM

Boot ROM 是芯片内部固化代码，负责根据启动引脚或熔丝配置选择启动介质，例如 eMMC、SD 卡、SPI NOR、NAND 或 USB 下载模式。

这一阶段常见问题包括启动介质不可读、镜像偏移不对、签名校验失败、供电和时钟没有满足芯片要求。

U-Boot

U-Boot 负责初始化更多硬件，并准备 Kernel 运行环境。常见动作包括初始化 DRAM、加载镜像、传递启动参数、加载设备树和设置 bootargs。

调试时优先确认：

串口是否有输出
DRAM 大小是否识别正确
Kernel、DTB、rootfs 地址是否正确
bootcmd 和 bootargs 是否符合当前启动介质

Kernel

Kernel 接管后会解压、初始化内核子系统、解析设备树、挂载根文件系统并启动第一个用户态进程。

如果 Kernel 已经打印日志但最终 panic，重点看 panic 前的最后几行。根文件系统挂载失败时，常见原因是驱动缺失、设备节点不匹配、文件系统类型不支持或 root= 参数错误。

小结

启动问题不要一开始就陷入全部日志。先判断卡在 Boot ROM、U-Boot、Kernel 还是用户态，再按阶段收集证据，问题会清楚很多。