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            ARM Linux啟動代碼分析

            作者: 時間:2016-11-09 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
            前言

            在學(xué)習(xí)、分析之前首先要弄明白一個問題:為什么要分析啟動代碼?

            本文引用地址:http://www.biyoush.com/article/201611/318002.htm

            因為啟動代碼絕大部分都是用匯編語言寫的,對于沒學(xué)過或者不熟悉匯編語言的同學(xué)確實有一定難度,但是如果你想真正深入地學(xué)習(xí)Linux,那么讀、分析某一個體系結(jié)構(gòu)(比如ARM)的啟動代碼或者其他底層代碼是必不可少的。當(dāng)分析之后會發(fā)現(xiàn)這是有很多好處的:分析啟動代碼可以加深對匯編語言的理解;可以學(xué)習(xí)匯編語言的使用技巧;可以學(xué)習(xí)如何編寫位置無關(guān)的代碼,可以知道從啟動到start_kernel()函數(shù)之前內(nèi)核到底干了什么事情,從而為后續(xù)其他內(nèi)核子系統(tǒng)的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

            廢話不多說,下面基于s3c6410,以Linux-2.6.36版本為基礎(chǔ)進(jìn)行分析。ARM Linux的啟動代碼有兩處,一處是經(jīng)過壓縮的,一處是沒有經(jīng)過壓縮的,壓縮的最終還是會調(diào)用沒有壓縮的,沒有壓縮的入口在arch/arm/kernel/head.S文件中,如下所示:

            77     __HEAD78 ENTRY(stext)79     setmode    PSR_F_BIT  PSR_I_BIT  SVC_MODE, r9 @ ensure svc mode80                              @ and irqs disabled81     mrc    p15, 0, r9, c0, c0             @ get processor id82     bl    __lookup_processor_type             @ r5=procinfo r9=cpuid83     movs    r10, r5                     @ invalid processor (r5=0)?84     beq    __error_p                 @ yes, error p85     bl    __lookup_machine_type             @ r5=machinfo86     movs    r8, r5                     @ invalid machine (r5=0)?87     beq    __error_a                 @ yes, error a88     bl    __vet_atags89     bl    __create_page_tables90 91     /*92      * The following calls CPU specific code in a position independent93      * manner.  See arch/arm/mm/proc-*.S for details.  r10 = base of94      * xxx_proc_info structure selected by __lookup_machine_type95      * above.  On return, the CPU will be ready for the MMU to be96      * turned on, and r0 will hold the CPU control register value.97      */98     ldr    r13, __switch_data        @ address to jump to after99                         @ mmu has been enabled00100     adr    lr, BSYM(__enable_mmu)        @ return (PIC) address00101  ARM(    add    pc, r10, #PROCINFO_INITFUNC    )00102  THUMB(    add    r12, r10, #PROCINFO_INITFUNC    )00103  THUMB(    mov    pc, r12                )00104 ENDPROC(stext)

            79行就是要分析的第一行代碼,設(shè)置CPU為管理模式,這也是CPU一上電所處的模式,關(guān)閉CPU普通中斷和CPU快速中斷。

            81行,讀協(xié)處理器p15獲取CPU ID,結(jié)果存在r9寄存器里,待會會用到。

            82行,跳轉(zhuǎn)到__lookup_processor_type標(biāo)號處,在arch/arm/kernel/head-common.S文件里定義:

            00160 __lookup_processor_type:00161     adr    r3, 3f00162     ldmia    r3, {r5 - r7}00163     add    r3, r3, #800164     sub    r3, r3, r7            @ get offset between virt&phys00165     add    r5, r5, r3            @ convert virt addresses to00166     add    r6, r6, r3            @ physical address space00167 1:    ldmia    r5, {r3, r4}            @ value, mask00168     and    r4, r4, r9            @ mask wanted bits00169     teq    r3, r400170     beq    2f00171     add    r5, r5, #PROC_INFO_SZ        @ sizeof(proc_info_list)00172     cmp    r5, r600173     blo    1b00174     mov    r5, #0                @ unknown processor00175 2:    mov    pc, lr00176 ENDPROC(__lookup_processor_type)……00193     .align    200194 3:    .long    __proc_info_begin00195     .long    __proc_info_end00196 4:    .long    .00197     .long    __arch_info_begin00198     .long    __arch_info_end

            在匯編語言中,標(biāo)號代表的是地址,準(zhǔn)確來說是鏈接地址。adr和ldr都是偽指令,它們兩者的作用都是將標(biāo)號處所代表的地址存放到寄存器中。但是adr采用基于PC值的相對地址(PC+偏移值),而ldr采用的是絕對地址(直接采用標(biāo)號的值),另外adr要求指令與標(biāo)號位于同一個段中。

            161行,因此當(dāng)前PC值是存放的是一個物理地址,為什么是物理地址?為了搞清楚這個問題,下面簡單說說上一個“年代”的bootloader是怎么引導(dǎo)、啟動內(nèi)核的,主要的流程如下:

            (1)上電

            (2)必要的設(shè)置

            (3)關(guān)看門狗

            (4)初始化SDRAM、初始化Nand Flash

            (5)把bootloader拷貝到SDRAM的高處

            (6)清BSS段

            (7)跳到SDRAM繼續(xù)執(zhí)行

            (8)把Nand Flash中的內(nèi)核Image拷貝到SDRAM(0x58)

            (9)設(shè)置啟動參數(shù),r0、r1等寄存器,關(guān)閉MMU、cache等

            (10)跳到內(nèi)核Image的起始處(0x58)執(zhí)行,此后,bootloader時代一去不復(fù)返,進(jìn)入Linux新時代。

            現(xiàn)在應(yīng)該知道執(zhí)行到161行時,PC的值就為0x50~0x58之間的某一個值(假定內(nèi)存為128MB,s3c6410物理內(nèi)存的起始地址為0x50),即一物理地址,因此r3的值就為194行的標(biāo)號3處的物理地址。

            162行,分別將r3、r3+4、r3+8地址上的內(nèi)容存放到r5、r6、r7寄存器中,即r5存放的是__proc_info_begin的值(是一個鏈接地址,或者說虛擬地址),r6存放的是__proc_info_end的值(是一個鏈接地址,或者說虛擬地址),因為 . 表示的是當(dāng)前的鏈接地址,所以r7存放的是標(biāo)號4的鏈接地址,這跟LD鏈接腳本里的 . 表示的意思是一樣的。

            163行,將r3的值加8,即現(xiàn)在r3的值為196行的標(biāo)號4的物理地址。

            164行,r3 = r3 – r7,即r3 = 標(biāo)號4的物理地址 - 標(biāo)號4的虛擬地址,這樣就可以計算出物理地址和虛擬地址的偏移量,顯然r3的值為一負(fù)數(shù)。

            165行,結(jié)果為r5 = __proc_info_begin的物理地址。

            166行,結(jié)果為r6 = __proc_info_end的物理地址。

            167行,取出struct proc_info_list結(jié)構(gòu)體的前兩個成員的值分別放到r3、r4。struct proc_info_list結(jié)構(gòu)體的定義如下:

            struct proc_info_list {unsigned int        cpu_val;unsigned int        cpu_mask;unsigned long        __cpu_mm_mmu_flags;    /* used by head.S */unsigned long        __cpu_io_mmu_flags;    /* used by head.S */unsigned long        __cpu_flush;        /* used by head.S */const char        *arch_name;const char        *elf_name;unsigned int        elf_hwcap;const char        *cpu_name;struct processor    *proc;struct cpu_tlb_fns    *tlb;struct cpu_user_fns    *user;struct cpu_cache_fns    *cache;};

            每一種體系結(jié)構(gòu)都有一個這樣的結(jié)構(gòu)體變量,對于s3c6410,來說,它屬于ARMv6體系結(jié)構(gòu),它的struct proc_info_list變量在arch/arm/mm/proc-v6.S中定義,在鏈接的時候所有這些變量都被放在__proc_info_begin和__proc_info_end之間。因此,167行執(zhí)行后,r3 = cpu_val,r4 = cpu_mask。

            168行,將r4的值與r9的值相與,得到的CPU ID存在r4中。

            169行,比較r4與r3的值。

            170行,如果r4=r3,那么跳到175行處執(zhí)行,即子程序返回。如果r4不等于r3,那么執(zhí)行171行,將r5的值加上sizeof(struct proc_info_list),即指向下一個struct proc_info_list變量。

            172行,比較r5和r6。

            173行,如果r5小于r6,則跳轉(zhuǎn)到167行,重復(fù)上面的過程。如果所有struct proc_info_list變量都比較后都沒有找到對應(yīng)的CPU ID,那么執(zhí)行174行,r5 = 0,然后返回。

            至此,__lookup_processor_type分析完畢,回到head.S的83行,把r5的值賦給r10,并影響標(biāo)志位。

            84行,如果r5=0,那么跳轉(zhuǎn)到__error_p標(biāo)號。這里假設(shè)內(nèi)核是支持當(dāng)前CPU的,即r5不為0,因此不分析__error_p的內(nèi)容。

            85行,跳到__lookup_machine_type標(biāo)號處,同樣是在arch/arm/kernel/head-common.S中定義:

            00196 4:    .long    .00197     .long    __arch_info_begin00198     .long    __arch_info_end00211 __lookup_machine_type:00212     adr    r3, 4b00213     ldmia    r3, {r4, r5, r6}00214     sub    r3, r3, r4            @ get offset between virt&phys00215     add    r5, r5, r3            @ convert virt addresses to00216     add    r6, r6, r3            @ physical address space00217 1:    ldr    r3, [r5, #MACHINFO_TYPE]    @ get machine type00218     teq    r3, r1                @ matches loader number?00219     beq    2f                @ found00220     add    r5, r5, #SIZEOF_MACHINE_DESC    @ next machine_desc00221     cmp    r5, r600     blo    1b00223     mov    r5, #0                @ unknown machine00224 2:    mov    pc, lr00225 ENDPROC(__lookup_machine_type)

            和前面的__lookup_processor_type非常類似,只不過這里查找的是struct machine_desc結(jié)構(gòu)體變量,比較的是struct machine_desc的成員nr的值,因此不再分析。這里需要提一下的是,比如對于mini6410(tiny6410),struct machine_desc變量的定義在arch/arm/mach-s3c64xx/mach-mini6410.c文件中,如下所示:

            00512 MACHINE_START(MINI6410, "MINI6410")00513     /* Maintainer: Ben Dooks  */00514     .phys_io    = S3C_PA_UART & 0xfff00,00515     .io_pg_offst    = (((u32)S3C_VA_UART) >> 18) & 0xfffc,00516     .boot_params    = S3C64XX_PA_SDRAM + 0x100,00517 00518     .init_irq    = s3c6410_init_irq,00519     .map_io        = mini6410_map_io,00520     .init_machine    = mini6410_machine_init,00521     .timer        = &s3c24xx_timer,00522 MACHINE_END

            回到head.S,86、87行判斷是否支持當(dāng)前的機(jī)器號,不支持就跳到__error_a標(biāo)號處。

            88行,跳到__vet_atags,同樣是在arch/arm/kernel/head-common.S中定義:

            00250 __vet_atags:00251     tst    r2, #0x3            @ aligned?00252     bne    1f00253 00254     ldr    r5, [r2, #0]            @ is first tag ATAG_CORE?00255     cmp    r5, #ATAG_CORE_SIZE00256     cmpne    r5, #ATAG_CORE_SIZE_EMPTY00257     bne    1f00258     ldr    r5, [r2, #4]00259     ldr    r6, =ATAG_CORE00260     cmp    r5, r600261     bne    1f00262 00263     mov    pc, lr                @ atag pointer is ok00264 00265 1:    mov    r2, #000266     mov    pc, lr00267 ENDPROC(__vet_atags)

            251行,測試r2的低2位是否為0,也即r2的值是否4字節(jié)對齊。

            252行,如果r2的低2位不為0,則跳轉(zhuǎn)到265行,將r2的值設(shè)為0,然后返回。

            下面先看一下bootloader傳遞參數(shù)給內(nèi)核的結(jié)構(gòu)定義,在arch/arm/include/asm/setup.h文件中:

            00146 struct tag {00147     struct tag_header hdr;00148     union {00149         struct tag_core        core;00150         struct tag_mem32    mem;00151         struct tag_videotext    videotext;00152         struct tag_ramdisk    ramdisk;00153         struct tag_initrd    initrd;00154         struct tag_serialnr    serialnr;00155         struct tag_revision    revision;00156         struct tag_videolfb    videolfb;00157         struct tag_cmdline    cmdline;00158 00159         /*00160          * Acorn specific00161          */00162         struct tag_acorn    acorn;00163 00164         /*00165          * DC21285 specific00166          */00167         struct tag_memclk    memclk;00168     } u;00169 };

            147行,struct tag_header的定義:

            24 struct tag_header {25     __u32 size;26     __u32 tag;27 };

            從struct tag的定義可以知道,bootloader傳遞的參數(shù)有好幾種類型的tag,但是內(nèi)核規(guī)定第一個tag必須是ATAG_CORE類型,最后一個必須是ATAG_NONE類型,每一種類型的tag都有一個編號,例如ATAG_CORE為0x54411,ATAG_NONE為0x00。struct tag_header的tag成員就是用來描述tag的類型,而size成員用來描述整個tag的大小。每個tag連續(xù)存放。

            那么標(biāo)號__vet_atags的254行的意思就是獲取ATAG_CORE類型tag的size成員的值賦給r5。

            255行,將r5的值與ATAG_CORE_SIZE比較,ATAG_CORE_SIZE的值為((2*4 + 3*4) >> 2),即5。

            256行,如果255行比較的結(jié)果不相等,那么將r5與ATAG_CORE_SIZE_EMPTY進(jìn)行比較,ATAG_CORE_SIZE_EMPTY的值為((2*4) >> 2),即2。

            257行,如果還是不相等,那么跳轉(zhuǎn)到265行執(zhí)行,同樣是將r2設(shè)為0,然后返回。

            258行,獲取struct tag_header的tag成員,將它的值賦給r5。

            259行,r6 = ATAG_CORE,即0x54411。

            260行,比較r5和r6的值。

            261行,如果r5和r6的值不相等則跳轉(zhuǎn)到265行,如果相等則執(zhí)行263行直接返回。

            至此,__vet_atags標(biāo)號的內(nèi)容分析完畢。

            回到head.S的89行,跳轉(zhuǎn)到__create_page_tables標(biāo)號處,在head.S里定義:

            00219 __create_page_tables:00220     pgtbl    r4                @ page table address00221 00     /*00223      * Clear the 16K level 1 swapper page table00224      */00225     mov    r0, r400226     mov    r3, #000227     add    r6, r0, #0x400228 1:    str    r3, [r0], #400229     str    r3, [r0], #400230     str    r3, [r0], #400231     str    r3, [r0], #400232     teq    r0, r600233     bne    1b00234 00235     ldr    r7, [r10, #PROCINFO_MM_MMUFLAGS] @ mm_mmuflags00236 00237     /*00238      * Create identity mapping for first MB of kernel to00239      * cater for the MMU enable.  This identity mapping00240      * will be removed by paging_init().  We use our current program00241      * counter to determine corresponding section base address.00242      */00243     mov    r6, pc00244     mov    r6, r6, lsr #20            @ start of kernel section00245     orr    r3, r7, r6, lsl #20        @ flags + kernel base00246     str    r3, [r4, r6, lsl #2]        @ identity mapping00247 00248     /*00249      * Now setup the pagetables for our kernel direct00250      * mapped region.00251      */00252     add    r0, r4,  #(KERNEL_START & 0xff) >> 1800253     str    r3, [r0, #(KERNEL_START & 0x00f00) >> 18]!00254     ldr    r6, =(KERNEL_END - 1)00255     add    r0, r0, #400256     add    r6, r4, r6, lsr #1800257 1:    cmp    r0, r600258     add    r3, r3, #1 << 2000259     strls    r3, [r0], #400260     bls    1b00261 00262 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL00263     /*00264      * Map some ram to cover our .data and .bss areas.00265      */00266     orr    r3, r7, #(KERNEL_RAM_PADDR & 0xff)00267     .if    (KERNEL_RAM_PADDR & 0x00f00)00268     orr    r3, r3, #(KERNEL_RAM_PADDR & 0x00f00)00269     .endif00270     add    r0, r4,  #(KERNEL_RAM_VADDR & 0xff) >> 1800271     str    r3, [r0, #(KERNEL_RAM_VADDR & 0x00f00) >> 18]!00272     ldr    r6, =(_end - 1)00273     add    r0, r0, #400274     add    r6, r4, r6, lsr #1800275 1:    cmp    r0, r600276     add    r3, r3, #1 << 2000277     strls    r3, [r0], #400278     bls    1b00279 #endif00280 00281     /*00282      * Then map first 1MB of ram in case it contains our boot params.00283      */00284     add    r0, r4, #PAGE_OFFSET >> 1800285     orr    r6, r7, #(PHYS_OFFSET & 0xff)00286     .if    (PHYS_OFFSET & 0x00f00)00287     orr    r6, r6, #(PHYS_OFFSET & 0x00f00)00288     .endif00289     str    r6, [r0]00290 00291 #ifdef CONFIG_DEBUG_LL00292     ldr    r7, [r10, #PROCINFO_IO_MMUFLAGS] @ io_mmuflags00293     /*00294      * Map in IO space for serial debugging.00295      * This allows debug messages to be output00296      * via a serial console before paging_init.00297      */00298     ldr    r3, [r8, #MACHINFO_PGOFFIO]00299     add    r0, r4, r300300     rsb    r3, r3, #0x4            @ PTRS_PER_PGD*sizeof(long)00301     cmp    r3, #0x0800            @ limit to 512MB00302     movhi    r3, #0x080000303     add    r6, r0, r300304     ldr    r3, [r8, #MACHINFO_PHYSIO]00305     orr    r3, r3, r700306 1:    str    r3, [r0], #400307     add    r3, r3, #1 << 2000308     teq    r0, r600309     bne    1b00310 #if defined(CONFIG_ARCH_NETWINDER)  defined(CONFIG_ARCH_CATS)00311     /*00312      * If were using the NetWinder or CATS, we also need to map00313      * in the 16550-type serial port for the debug messages00314      */00315     add    r0, r4, #0xff >> 1800316     orr    r3, r7, #0x7c00317     str    r3, [r0]00318 #endif00319 #ifdef CONFIG_ARCH_RPC00320     /*00321      * Map in screen at 0x02 & SCREEN2_BASE00322      * Similar reasons here - for debug.  This is00323      * only for Acorn RiscPC architectures.00324      */00325     add    r0, r4, #0x02 >> 1800326     orr    r3, r7, #0x0200327     str    r3, [r0]00328     add    r0, r4, #0xd8 >> 1800329     str    r3, [r0]00330 #endif00331 #endif00332     mov    pc, lr00 ENDPROC(__create_page_tables)

            別看這個定義這么長,其實需要關(guān)注的代碼并不多。

            220行,pgtbl是一個宏,定義如下:

            47     .macro    pgtbl, rd48     ldr    rd, =(KERNEL_RAM_PADDR - 0x4)49     .endm

            就是將KERNEL_RAM_PADDR - 0x4的值賦給r4,現(xiàn)在關(guān)鍵是KERNEL_RAM_PADDR的定義:

            #define KERNEL_RAM_PADDR (PHYS_OFFSET + TEXT_OFFSET)

            其中PHYS_OFFSET就是SDRAM的起始地址,對于s3c6410,它的值為0x50,TEXT_OFFSET在arch/arm/Makefile中定義:

            00 TEXT_OFFSET := $(textofs-y)00240 export    TEXT_OFFSET GZFLAGS MMUEXT

            而textofs-y的定義為:

            00118 textofs-y    := 0x08

            因此KERNEL_RAM_PADDR的值就為0x58,而r4的值就為0x54。

            225行,r0 = r4。

            226行,r3 = 0。

            227行,r6 = r0 + 0x4,即0x58。

            228到233行,將0x54開始到0x58這段內(nèi)存清零。

            235行,別忘了r10存的是struct proc_info_list變量的起始地址。這里將其__cpu_mm_mmu_flags成員的值賦給r7。

            在分析下面的代碼之前,先了解點預(yù)備知識。我們知道MMU的主要作用是將虛擬地址轉(zhuǎn)換為物理地址,但是虛擬地址與物理地址的轉(zhuǎn)換關(guān)系需要我們預(yù)先設(shè)置好(就是設(shè)置頁表項),而轉(zhuǎn)換的過程需要通過頁表來完成。對于ARM來說,映射大體分為段映射和二級映射,段映射只需要一級頁表,段映射的大小為1MB,二級映射需要兩級頁表。下面分析的代碼都只用到段映射,因此只介紹段映射。

            如圖1所示(以ARM9為例),根據(jù)上面的分析可知,寄存器r4里存放的是一級頁表的基地址,當(dāng)啟動MMU后,CPU發(fā)出的是虛擬地址(正確來說是修正后的虛擬地址,即MVA),然后MMU利用該地址的最高12位(MVA[31:20])做為索引值,以一級頁表基地址作為起始地址索引對應(yīng)的頁表項,當(dāng)索引到相應(yīng)的頁表項后,根據(jù)頁表項的內(nèi)容找到對應(yīng)的大小為1MB的起始物理地址,然后利用MVA的低20位(MVA[19:0])索引確切的物理地址(精確到1個字節(jié))。

            圖1 段映射

            具體過程如圖2所示,關(guān)鍵看圖中的虛線部分,由于頁表項的大小為4字節(jié),因此最低兩位為0,也即4字節(jié)對齊,根據(jù)虛線里的值就可以找到相應(yīng)頁表項的起始地址。從圖中也可以知道頁表基地址是16KB對齊的(最低14位為0)。

            圖2 獲取一級描述符

            有了上面的基礎(chǔ)知識后就可以繼續(xù)分析代碼了。

            243行,r6 = pc,保存當(dāng)前PC的值。

            244行,r6 = r6 >> 20。

            245行,r3 = r7 (r6 << 20)。此時,r3的值就是一個頁表項的內(nèi)容,也即段描述符。從這就可以知道244行的作用是清零r6的低20位。

            246行,mem[r4 + r6 << 2] = r3,剛好與圖2中的虛線部分對應(yīng)。將r3的值存到頁表相應(yīng)的位置里,這樣就完成了一個頁表項的構(gòu)建,也即完成了內(nèi)核前1MB的映射。因為這里直接使用物理地址作為索引,所以虛擬地址與物理地址是直接映射關(guān)系,比如說虛擬地址0x58對應(yīng)的物理地址也是0x58。后面會看到,這樣做是為了開啟MMU之后不用考慮太多的事情。

            252行,r0 = r4 + (KERNEL_START & 0xff) >> 18,KERNEL_START的定義如下:

            55 #define KERNEL_START   KERNEL_RAM_VADDR

            而KERNEL_RAM_VADDR的定義為:

            29 #define KERNEL_RAM_VADDR  (PAGE_OFFSET + TEXT_OFFSET)

            PAGE_OFFSET的值板子對應(yīng)的config文件里定義,這里為0xC0,因此KERNEL_START = 0xC0 + 0x08。

            253行,mem[r0 + (KERNEL_START & 0x00f00) >> 18] = r3和r0 = r0 + (KERNEL_START & 0x00f00) >> 18。其實252行253行的意思就是mem[r4 + (0xC8 & 0xfff00) >> 18] = r3,即將內(nèi)核的前1MB映射到以0xC8為起始的虛擬內(nèi)存處。

            254行,r6 = KERNEL_END – 1,KERNEL_END的定義為:

            56 #define KERNEL_END _end

            而_end在arch/arm/kernel/vmlinux.lds.S中定義,表示的是內(nèi)核Image的結(jié)束鏈接地址。

            255行,r0 = r0 + 4,即下一個頁表項的起始地址。

            256行,r6 = r4 + r6 >> 18。

            257行,比較r0,r6的值,并根據(jù)結(jié)果影響標(biāo)志位。

            258行,r3 = r3 + 1 << 20,即將r3的值加1MB。

            259行,如果257行r0 <= r6的值就執(zhí)行次句,mem[r0] = r3,r0 = r0 + 4。

            260行,如果257行r0 <= r6的值就執(zhí)行此句,跳轉(zhuǎn)到257行。

            257到260行的作用就是將整個內(nèi)核Image映射到以0xC8為起始地址的虛擬地址處,如圖3所示。

            圖3 內(nèi)核Image映射到虛擬地址

            162行,XIP大概就是說在Flash里執(zhí)行內(nèi)核,而不必把內(nèi)核拷貝到內(nèi)存里再執(zhí)行,具體沒了解過,在此略過,直接到284行。

            284行,r0 = r4 + PAGE_OFFSET >> 18。

            285行,r6 = r7 ( PHYS_OFFSET & 0xff)。

            289行,mem[r0] = r6,即將物理內(nèi)存的前1MB映射到0xC0,因為這1MB里存放有bootloader傳過來的啟動參數(shù),從這可以看到,映射的虛擬地址存在重疊,但并沒有關(guān)系,一個虛擬地址肯定只對應(yīng)一個物理地址,但一個物理地址可以對應(yīng)多個虛擬地址。

            291行,看名字就知道是與調(diào)試有關(guān)的,因此不分析,直接到332行,子程序返回,至此__create_page_tables分析完畢。

            98行,r13 = __switch_data的地址,等會再分析__switch_data的內(nèi)容。

            100行,lr = __enable_mmu的物理地址。

            101行,pc = r10 + PROCINFO_INITFUNC,跳到struct proc_info_list變量的__cpu_flush成員處,從arch/arm/mm/proc-v6.S文件中可以知道,那里放的是一條跳轉(zhuǎn)指令:b __v6_setup。__v6_setup也是在proc-v6.S中文件中定義:

            00157 __v6_setup:00158 #ifdef CONFIG_SMP00159     mrc    p15, 0, r0, c1, c0, 1        @ Enable SMP/nAMP mode00160     orr    r0, r0, #0x2000161     mcr    p15, 0, r0, c1, c0, 100162 #endif00163 00164     mov    r0, #000165     mcr    p15, 0, r0, c7, c14, 0        @ clean+invalidate D cache00166     mcr    p15, 0, r0, c7, c5, 0        @ invalidate I cache00167     mcr    p15, 0, r0, c7, c15, 0        @ clean+invalidate cache00168     mcr    p15, 0, r0, c7, c10, 4        @ drain write buffer00169 #ifdef CONFIG_MMU00170     mcr    p15, 0, r0, c8, c7, 0        @ invalidate I + D TLBs00171     mcr    p15, 0, r0, c2, c0, 2        @ TTB control register00172     orr    r4, r4, #TTB_FLAGS00173     mcr    p15, 0, r4, c2, c0, 1        @ load TTB100174 #endif /* CONFIG_MMU */00175     adr    r5, v6_crval00176     ldmia    r5, {r5, r6}00177 #ifdef CONFIG_CPU_ENDIAN_BE800178     orr    r6, r6, #1 << 25        @ big-endian page tables00179 #endif00180     mrc    p15, 0, r0, c1, c0, 0        @ read control register00181     bic    r0, r0, r5            @ clear bits them00182     orr    r0, r0, r6            @ set them00183     mov    pc, lr                @ return to head.S:__ret

            158到162行,如果CPU是雙核以上的,那么就使能多核模式。

            164到168行,失能數(shù)據(jù)Cache、指令cache和write buffer。

            169到174行,如果支持MMU,那么失能數(shù)據(jù)和指令TLB,將r4或上TTB_FLAGS之后寫入到TTB1寄存器。

            175行,取得v6_crval標(biāo)號的物理地址,v6_crval的定義:

            00191     .type    v6_crval, #object00192 v6_crval:00193     crval    clear=0x01e0fb7f, mmuset=0x00c0387d, ucset=0x00c0187c

            其中crval是一個宏,定義如下:

            .macro    crval, clear, mmuset, ucset#ifdef CONFIG_MMU.word    clear.word    mmuset#else.word    clear.word    ucset#endif.endm

            這里假設(shè)是支持MMU的,因此v6_crval標(biāo)號的定義替換為:

            v6_crval:.word 0x01e0fb7f.word 0x00c0387d

            176行,r5 = 0x01e0fb7f,r6 = 0x00c0387d

            177到179行,大端模式相關(guān),現(xiàn)在大部分CPU都工作在小端模式。

            180行,讀控制寄存器的值。

            181行,r0 = r0 & (~r5)。

            182行,r0 = r0 r6。

            183行,返回,注意,這里lr的值為__enable_mmu標(biāo)號的物理地址,因為返回到__enable_mmu標(biāo)號處執(zhí)行,至此__v6_setup分析完畢,下面看__enable_mmu。

            00160 __enable_mmu:00161 #ifdef CONFIG_ALIGNMENT_TRAP00162     orr    r0, r0, #CR_A00163 #else00164     bic    r0, r0, #CR_A00165 #endif00166 #ifdef CONFIG_CPU_DCACHE_DISABLE00167     bic    r0, r0, #CR_C00168 #endif00169 #ifdef CONFIG_CPU_BPREDICT_DISABLE00170     bic    r0, r0, #CR_Z00171 #endif00172 #ifdef CONFIG_CPU_ICACHE_DISABLE00173     bic    r0, r0, #CR_I00174 #endif00175     mov    r5, #(domain_val(DOMAIN_USER, DOMAIN_MANAGER)