背景

上一章节完成了 lk1st 的移植，为Linux主线内核的引导和ARM64 Linux 的启动提供了基础。此时 fastboot 正常工作，但是 fastboot boot 无法启动下一步。

本章即将进入到Linux主线内核的真正启动阶段，

获取Linux内核源码

获取内核源码

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cd ~/y927
git clone https://github.com/msm8916-mainline/linux.git -b wip/msm8916/7.0 --depth 1
cd linux

第0阶段：零外设验证内核引导启动

目标

最极简的验证：不需要串口、不需要 USB、不需要看屏幕任何输出。只需要一个秒表。

原理：

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内核启动 → 挂载 initramfs → 执行 /init → sleep 15 秒 → exit 触发 panic → kernel 重启

观察设备行为：

  • 刷入 boot.img 后重启
  • 屏幕亮起（lk1st splash） → 停 ~15 秒 → 重启 → 再次亮起（lk1st）
  • 如果这个循环发生了，内核就启动了。

不需要任何调试外设，不需要 DTB 写的正确——只需要内核能成功解压、初始化基础 SoC、挂载 initramfs 并运行 init 进程。

最简的骨架 DTS

只要一个骨架设备树，告诉内核这是 MSM8916 平台即可：

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// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only

/dts-v1/;

#include "msm8916-pm8916.dtsi"

/ {
    model = "vivo Y927 (PD1410V)";
    compatible = "vivo,y927", "qcom,msm8916";
    chassis-type = "handset";
};

只有 10 行！msm8916-pm8916.dtsi 已经把 SoC 时钟、中断控制器、timer、regulator 等基础全部定义好了。内核只需要 compatible = "qcom,msm8916" 就能初始化 MSM8916 平台。

不写任何外设节点——没有串口、没有 USB、没有 eMMC。内核启动后唯一能做的事就是从 initramfs 执行 /init。

编辑Makefile linux/arch/arm64/boot/dts/qcom/Makefile

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# dtb-$(CONFIG_ARCH_QCOM)	+= msm8916-vivo-y21l.dtb
dtb-$(CONFIG_ARCH_QCOM)	+= msm8916-vivo-y927.dtb
# ...

制作一个最简 initramfs

Linux 内核完成自举后，会启动用户态第一个进程，也就是 PID 为 1 的 /init 程序。

BusyBox 是遵循 GPL 协议的开源轻量工具集，被称作嵌入式 Linux 的 “瑞士军刀”。它将数百款 Linux 常用命令与工具整合为单个可执行文件，通过软链接和调用名区分不同功能，具备体积小巧、可灵活裁剪的特点，广泛应用于嵌入式设备、微型 Linux 系统及容器场景。

常规完整 Linux 系统中，/init 一般为 SysV init 或 systemd；而搭建极简 initramfs 无需这类重型初始化程序。BusyBox 内置了精简版 init，运行逻辑与 SysV init 相近，完全可以胜任最简系统的初始化工作。

编译 BusyBox

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cd ~/y927

# 下载源码
wget https://busybox.net/downloads/busybox-1.38.0.tar.bz2
tar xf busybox-1.38.0.tar.bz2
rm busybox-1.38.0.tar.bz2
cd busybox-1.38.0

# 配置交叉编译器
export CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu-
export ARCH=arm64

# 生成默认配置
make defconfig
# 改为静态链接（不依赖任何 .so）
sed -i 's/# CONFIG_STATIC is not set/CONFIG_STATIC=y/' .config

# 确认这些必要命令是否已开启
grep -E "CONFIG_(SLEEP|ASH|MOUNT|REBOOT|INIT)=" .config
# CONFIG_SLEEP=y
# CONFIG_REBOOT=y
# CONFIG_INIT=y
# CONFIG_MOUNT=y
# CONFIG_ASH=y

# 关闭TC支持，这个命令不需要，但是不关闭会导致编译失败
sed -i 's/CONFIG_TC=y/CONFIG_TC=n/' .config

# 开始多线程编译
make -j$(nproc)

file busybox
# busybox: ELF 64-bit LSB executable, ARM aarch64, version 1 (GNU/Linux), statically linked, BuildID[sha1]=8d5f61a63654db70668b4b0419e6f781e2e5acc3, for GNU/Linux 3.7.0, stripped

制作 initramfs

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mkdir -p ~/y927/initramfs/simple-0
cd ~/y927/initramfs/simple-0
mkdir -p bin && cd bin
cp ~/y927/busybox-1.38.0/busybox .
ln -s busybox init
ln -s busybox ash
ln -s busybox sh
ln -s busybox sleep

# 写入 init 脚本
cd ~/y927/initramfs/simple-0
cat > init << 'EOF'
#!/bin/sh
/bin/sleep 15
EOF
chmod +x init

# 打包
find . | cpio -o -H newc | gzip > ../initramfs-simple-0.cpio.gz

编译 Linux 内核

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# 安装编译依赖包
sudo apt install flex bison bc rsync libssl-dev libelf-dev -y
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cd ~/y927/linux

# 用默认 defconfig —— 不需要改任何配置
make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- msm8916_defconfig
make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- -j$(nproc) Image.gz dtbs

构建 boot.img 文件

可以使用mkbootimg工具制作boot.img文件。mkbootimg是专门打包 Android Boot Image 的工具，这个工具之前在lk2nd仓库中存在。

boot.img的格式如下：

字段 大小 描述
ANDROID! header 2048B header_verrsion=0 固定 2KB
kernel - Image.gz + DTB
ramdisk - cpio.gz 
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# 拼接内核 + DTB
cat arch/arm64/boot/Image.gz \
    arch/arm64/boot/dts/qcom/msm8916-vivo-y927.dtb \
    > vmlinuz-dtb

~/y927/lk2nd/lk2nd/scripts/mkbootimg \
    --kernel vmlinuz-dtb \
    --ramdisk $HOME/y927/initramfs/initramfs-simple-0.cpio.gz \
    --cmdline "console=ttyMSM0,115200 panic=1" \
    --base 0x80000000 \
    --kernel_offset 0x00008000 \
    --ramdisk_offset 0x01000000 \
    --second_offset 0x00f00000 \
    --tags_offset 0x00000100 \
    --pagesize 2048 \
    --header_version 0 \
    --output boot-phase0.img

刷入 boot.img 文件

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fastboot flash boot boot-phase0.img
fastboot reboot

重启后，手机会陷入 15s 的重启循环中，说明最简 Linux 内核启动成功！

第1阶段：启动 USB 模拟串口进入 Linux 进行操作

目标

阶段0验证了内核能够正常引导成功，但是看不到任何输出。本阶段的目标是通过 USB Gadget Serial 实现串口交互式输入输出，可以通过 USB 线在 PC 端与手机 Linux 系统进行交互。

设备树 DTS

编写以下 DTS 初始化 USB：

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// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only

/dts-v1/;

#include "msm8916-pm8916.dtsi"
#include <dt-bindings/gpio/gpio.h>

/ {
    model = "vivo Y927 (PD1410V)";
    compatible = "vivo,y927", "qcom,msm8916";
    chassis-type = "handset";

    usb_id: usb-id {
        compatible = "linux,extcon-usb-gpio";
        id-gpios = <&tlmm 110 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
        pinctrl-names = "default";
        pinctrl-0 = <&usb_id_default>;
    };
};

&usb {
    dr_mode = "peripheral";
    extcon = <&usb_id>, <&usb_id>;
    status = "okay";
};

&usb_hs_phy {
    extcon = <&usb_id>;
    status = "okay";
};

&tlmm {
    usb_id_default: usb-id-default {
        pins = "gpio110";
        function = "gpio";
        drive-strength = <8>;
        bias-pull-up;
    };
};

制作 initramfs

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BUSYBOX_BINARY=~/y927/busybox-1.38.0/busybox
cd ~/y927/initramfs
rm -rf phase-1
mkdir -p phase-1 && cd phase-1

# 创建 initramfs 目录结构
mkdir -p bin dev proc sys

# 复制 BusyBox 到 initramfs
cp $BUSYBOX_BINARY bin/

# 创建基础命令的软链接
cd bin
for cmd in sh mount ls cat sleep exec echo; do
    ln -sf busybox $cmd
done
cd ..

# 创建 /init 脚本
cat > init << 'EOF'
#!/bin/sh
mount -t proc proc /proc
mount -t sysfs sys /sys
mount -t devtmpfs dev /dev
echo "===== Phase 1: kernel booted! ====="
echo "Serial: $(cat /proc/cmdline)"
sleep 5
exec sh </dev/ttyGS0 >/dev/ttyGS0 2>&1
EOF
chmod +x init

# 打包
find . | cpio -o -H newc | gzip > ../initramfs-phase-1.cpio.gz

内核编译配置

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cd ~/y927/linux
make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- msm8916_defconfig

msm8916_defconfig 只需额外启用 USB gadget serial 相关选项：

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./scripts/config --enable CONFIG_USB_G_SERIAL
./scripts/config --enable CONFIG_U_SERIAL_CONSOLE
make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- olddefconfig

olddefconfig 会自动解析新选项的 Kconfig 依赖链（USB_CHIPIDEA、USB_GADGET、USB_CONFIGFS 等），避免手动改 .config 导致的依赖缺失。

编译 Linux 内核

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make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- -j$(nproc) Image.gz dtbs

产物：

  • arch/arm64/boot/Image.gz — 压缩内核
  • arch/arm64/boot/dts/qcom/msm8916-vivo-y927.dtb — 设备树 blob

构建 boot.img 文件

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cd ~/y927/linux

# 拼接内核 + DTB
cat arch/arm64/boot/Image.gz \
    arch/arm64/boot/dts/qcom/msm8916-vivo-y927.dtb \
    > vmlinuz-dtb

~/y927/lk2nd/lk2nd/scripts/mkbootimg \
    --kernel vmlinuz-dtb \
    --ramdisk $HOME/y927/initramfs/initramfs-phase-1.cpio.gz \
    --cmdline "console=ttyGS0,115200 panic=1" \
    --base 0x80000000 \
    --kernel_offset 0x00008000 \
    --ramdisk_offset 0x01000000 \
    --second_offset 0x00f00000 \
    --tags_offset 0x00000100 \
    --pagesize 2048 \
    --header_version 0 \
    --output boot-phase1.img

cmdline 只启用 USB 串口，不碰屏幕（无 console=tty0、无 lk2nd.pass-simplefb）。

刷入 boot.img 文件

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fastboot flash boot boot-phase1.img
fastboot reboot

USB 串口交互式输入输出测试

PC 端安装 picocom：

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sudo apt install -y picocom

连接（需 root 权限访问 /dev/ttyACM0）：

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sudo picocom -b 115200 /dev/ttyACM0

启动成功后应看到：

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/ # _

此时可以使用busybox中打包的所有命令

串口终端 退出 picocom：Ctrl+A 松手 → Ctrl+X。