苏州檀香扇厂门市部:kernel 启动过程之二， arch/arm/kernel/head.S - potti...

 kernel 启动过程之二， arch/arm/kernel/head.S 收藏
从zImage头跳转进来，此时的状态MMU为off
D-cache为off
I-cache为dont care，on或off没有关系
r0为0
r1为machine ID
r2为atags指针
内核 代码入口在linux -2.6.24-moko-linuxbj/arch/arm /kernel/head.S文件的83行。首先进入SVC32模式，并查询CPU ID，检查合法性        msr     cpsr_c, #PSR_F_BIT | PSR_I_BIT | SVC_MODE @ ensure svc mode
                                                @ and irqs disabled
        mrc     p15, 0, r9, c0, c0              @ get processor id
        bl      __lookup_processor_type         @ r5=procinfo r9=cpuid
        movs    r10, r5                         @ invalid processor (r5=0)?
        beq     __error_p                       @ yes, error 'p'
接着在87行进一步查询machine ID并检查合法性        bl      __lookup_machine_type           @ r5=machinfo
        movs    r8, r5                          @ invalid machine (r5=0)?
        beq     __error_a                       @ yes, error 'a'
其中__lookup_processor_type在linux -2.6.24-moko-linuxbj/arch/arm /kernel/head -common.S文件的149行，该函数首将标号3的实际地址加载到r3，然后将编译时生成的__proc_info_begin虚拟地址载入到r5， __proc_info_end虚拟地址载入到r6，标号3的虚拟地址载入到r7。由于adr伪指令和标号3的使用，以及 __proc_info_begin等符号在linux -2.6.24-moko-linuxbj/arch/arm /kernel/vmlinux.lds而不是代码中被定义，此处代码不是非常直观，想弄清楚代码缘由的读者请耐心阅读这两个文件和adr伪指令的说明。r3和r7分别存储的是同一位置标号3的物理地址（由于没有启用mmu，所以当前肯定是物理地址）和虚拟地址，所以儿者相减即得到虚拟地址和物理地址之间的offset。利用此offset，将r5和r6中保存的虚拟地址转变为物理地址__lookup_processor_type:
    adr    r3, 3f
    ldmda    r3, {r5 - r7}
    sub    r3, r3, r7            @ get offset between virt&phys
    add    r5, r5, r3            @ convert virt addresses to
    add    r6, r6, r3            @ physical address space
然后从proc_info中读出内核 编译时写入的processor ID和之前从cpsr中读到的processor ID对比，查看代码和CPU硬件是否匹配（想在arm920t上运行为cortex-a8编译的内核 ？不让！）。如果编译了多种处理器支持，如versatile板，则会循环每种type依次检验，如果硬件读出的ID在内核 中找不到匹配，则r5置0返回1: ldmia r5, {r3, r4}   @ value, mask
 and r4, r4, r9   @ mask wanted bits
 teq r3, r4
 beq 2f
 add r5, r5, #PROC_INFO_SZ  @ sizeof(proc_info_list)
 cmp r5, r6
 blo 1b
 mov r5, #0    @ unknown processor
2: mov pc, lr
 __lookup_machine_type在linux -2.6.24-moko-linuxbj/arch/arm /kernel/head-common.S文件的197行，编码方法与检查processor ID完全一样，请参考前段__lookup_machine_type:
 adr r3, 3b
 ldmia r3, {r4, r5, r6}
 sub r3, r3, r4   @ get offset between virt&phys
 add r5, r5, r3   @ convert virt addresses to
 add r6, r6, r3   @ physical address space
1: ldr r3, [r5, #MACHINFO_TYPE] @ get machine type
 teq r3, r1    @ matches loader number?
 beq 2f    @ found
 add r5, r5, #SIZEOF_MACHINE_DESC @ next machine_desc
 cmp r5, r6
 blo 1b
 mov r5, #0    @ unknown machine
2: mov pc, lr
代码回到head.S第92行，检查atags合法性，然后创建初始页表 bl __vet_atags
 bl __create_page_tables
 创建页表的代码在218行，首先将内核 起始地址-0x4000到内核 起始地址之间的16K存储器清0__create_page_tables:
 pgtbl r4    @ page table address /*
  * Clear the 16K level 1 swapper page table
  */
 mov r0, r4
 mov r3, #0
 add r6, r0, #0x4000
1: str r3, [r0], #4
 str r3, [r0], #4
 str r3, [r0], #4
 str r3, [r0], #4
 teq r0, r6
 bne 1b
 然后在234行将proc_info中的mmu_flags加载到r7 ldr r7, [r10, #PROCINFO_MM_MMUFLAGS] @ mm_mmuflags在242行将PC指针右移20位，得到内核 第一个1MB空间的段地址存入r6，在s3c2410平台该值是0x300。接着根据此值存入映射标识 mov r6, pc, lsr #20   @ start of kernel section
 orr r3, r7, r6, lsl #20  @ flags + kernel base
 str r3, [r4, r6, lsl #2]  @ identity mapping
完成页表设置后回到102行，为打开虚拟地址映射作准备。设置sp指针，函数返回地址lr指向__enable_mmu，并跳转到linux -2.6.24-moko-linuxbj/arch/arm /mm/proc-arm920.S的386行，清除I-cache、D-cache、write buffer和TLB__arm920_setup:
 mov r0, #0
 mcr p15, 0, r0, c7, c7  @ invalidate I,D caches on v4
 mcr p15, 0, r0, c7, c10, 4  @ drain write buffer on v4
#ifdef CONFIG_MMU
 mcr p15, 0, r0, c8, c7  @ invalidate I,D TLBs on v4
#endif然后返回head.S的158行，加载domain和页表，跳转到__turn_mmu_on__enable_mmu:
#ifdef CONFIG_ALIGNMENT_TRAP
 orr r0, r0, #CR_A
#else
 bic r0, r0, #CR_A
#endif
#ifdef CONFIG_CPU_DCACHE_DISABLE
 bic r0, r0, #CR_C
#endif
#ifdef CONFIG_CPU_BPREDICT_DISABLE
 bic r0, r0, #CR_Z
#endif
#ifdef CONFIG_CPU_ICACHE_DISABLE
 bic r0, r0, #CR_I
#endif
 mov r5, #(domain_val(DOMAIN_USER, DOMAIN_MANAGER) | \
        domain_val(DOMAIN_KERNEL, DOMAIN_MANAGER) | \
        domain_val(DOMAIN_TABLE, DOMAIN_MANAGER) | \
        domain_val(DOMAIN_IO, DOMAIN_CLIENT))
 mcr p15, 0, r5, c3, c0, 0  @ load domain access register
 mcr p15, 0, r4, c2, c0, 0  @ load page table pointer
 b __turn_mmu_on在194行把mmu使能位写入mmu，激活虚拟地址。然后将原来保存在sp中的地址载入pc，跳转到head-common.S的__mmap_switched，至此代码进入虚拟地址的世界 mov r0, r0
 mcr p15, 0, r0, c1, c0, 0  @ write control reg
 mrc p15, 0, r3, c0, c0, 0  @ read id reg
 mov r3, r3
 mov r3, r3
 mov pc, r13
在head-common.S的37行开始清除内核 bss段，processor ID保存在r9，machine ID报存在r1，atags地址保存在r2，并将控制寄存器保存到r7定义的内存地址。接下来跳入linux -2.6.24-moko-linuxbj/init/main.c的507行，start_kernel函数。这里只粘贴部分代码__mmap_switched:
 adr r3, __switch_data + 4 ldmia r3!, {r4, r5, r6, r7}
 cmp r4, r5    @ Copy data segment if needed
1: cmpne r5, r6
 ldrne fp, [r4], #4
 strne fp, [r5], #4
 bne 1b
在main.c第507行，是硬件无关的C初始化代码asmlinkage void __init start_kernel(void)
{
        char * command_line;
        extern struct kernel_param __start___param[], __stop___param[];        smp_setup_processor_id();s3c2410平台linux -2.6.24内核 早期的汇编初始化到这里就结束了 本文来自CSDN博客，转载请标明出处：http://blog.csdn.net/pottichu/archive/2009/06/11/4261212.aspx