kernel 启动过程之二, arch/arm/kernel/head.S
来源:互联网 发布:新天龙八部挂机软件 编辑:程序博客网 时间:2024/05/21 11:14
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 disabledmrc p15, 0, r9, c0, c0 @ get processor idbl __lookup_processor_type @ r5=procinfo r9=cpuidmovs 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=machinfomovs 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, 3fldmda r3, {r5 - r7}sub r3, r3, r7 @ get offset between virt&physadd r5, r5, r3 @ convert virt addresses toadd 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, maskand r4, r4, r9 @ mask wanted bitsteq r3, r4beq 2fadd r5, r5, #PROC_INFO_SZ @ sizeof(proc_info_list)cmp r5, r6blo 1bmov r5, #0 @ unknown processor2: 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, 3bldmia r3, {r4, r5, r6}sub r3, r3, r4 @ get offset between virt&physadd r5, r5, r3 @ convert virt addresses toadd r6, r6, r3 @ physical address space1: ldr r3, [r5, #MACHINFO_TYPE] @ get machine typeteq r3, r1 @ matches loader number?beq 2f @ foundadd r5, r5, #SIZEOF_MACHINE_DESC @ next machine_desccmp r5, r6blo 1bmov r5, #0 @ unknown machine2: 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_atagsbl __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, r4mov r3, #0add r6, r0, #0x40001: str r3, [r0], #4str r3, [r0], #4str r3, [r0], #4str r3, [r0], #4teq r0, r6bne 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 sectionorr r3, r7, r6, lsl #20 @ flags + kernel basestr 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, #0mcr p15, 0, r0, c7, c7 @ invalidate I,D caches on v4mcr p15, 0, r0, c7, c10, 4 @ drain write buffer on v4#ifdef CONFIG_MMUmcr 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_TRAPorr r0, r0, #CR_A#elsebic r0, r0, #CR_A#endif#ifdef CONFIG_CPU_DCACHE_DISABLEbic r0, r0, #CR_C#endif#ifdef CONFIG_CPU_BPREDICT_DISABLEbic r0, r0, #CR_Z#endif#ifdef CONFIG_CPU_ICACHE_DISABLEbic r0, r0, #CR_I#endifmov 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 registermcr p15, 0, r4, c2, c0, 0 @ load page table pointerb __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, r0mcr p15, 0, r0, c1, c0, 0 @ write control regmrc p15, 0, r3, c0, c0, 0 @ read id regmov r3, r3mov r3, r3mov 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 needed1: cmpne r5, r6ldrne fp, [r4], #4strne fp, [r5], #4bne 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
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