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在完成了zImage自解压之后,就跳转到了解压后的内核(也就是vmlinux的bin版本Image),具体的入口可以在arch/arm/kernel/vmlinux.lds.S(最终的链接脚本是通过这个文件产生的)中获得:
- ......
- SECTIONS
- {
- #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
- . = XIP_VIRT_ADDR(CONFIG_XIP_PHYS_ADDR);
- #else
- . = PAGE_OFFSET + TEXT_OFFSET;
- #endif
- .init : { /* Init code and data */
- _stext = .;
- _sinittext = .;
- ......
这个入口在arch/arm/kernel/head.S中,这个文件就是Linux内核真正启动的地方,是初始化部分的开始,用汇编写成。他必须为后面的C代码做好准备,下面先给出程序的流程图,后面是中文注释的代码。
这里有一些宏定义必须知道他的含义:
宏 |
出现的位置 |
默认值 |
定义 |
KERNEL_RAM_ADDR |
arch/arm/kernel/head.S |
0xC0008000 |
内核在内存中的虚拟地址 |
PAGE_OFFSET |
arch/arm/include/asm/memory.h |
0xC0000000 |
内核虚拟地址空间的起始地址 |
TEXT_OFFSET |
arch/arm/Makefile |
0x00008000 |
内核起始位置相对于内存起始位置的偏移 |
PHYS_OFFSET |
arch/arm/include/asm/memory.h |
构架相关 |
物理内存的起始地址 |
arch/arm/kernel/head.S
- /*
- * linux/arch/arm/kernel/head.S
- *
- * Copyright (C) 1994-2002 Russell King
- * Copyright (c) 2003 ARM Limited
- * All Rights Reserved
- *
- * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
- * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
- * published by the Free Software Foundation.
- *
- * 所有32-bit CPU的内核启动代码
- */
- #include <linux/linkage.h>
- #include <linux/init.h>
- #include <asm/assembler.h>
- #include <asm/domain.h>
- #include <asm/ptrace.h>
- #include <asm/asm-offsets.h>
- #include <asm/memory.h>
- #include <asm/thread_info.h>
- #include <asm/system.h>
- #ifdef CONFIG_DEBUG_LL
- #include <mach/debug-macro.S>
- #endif
- /*
- * swapper_pg_dir 是初始页表的虚拟地址.
- * 我们将页表放在KERNEL_RAM_VADDR以下16K的空间中. 因此我们必须保证
- * KERNEL_RAM_VADDR已经被正常设置. 当前, 我们期望的是
- * 这个地址的最后16 bits为0x8000, 但我们或许可以放宽这项限制到
- * KERNEL_RAM_VADDR >= PAGE_OFFSET + 0x4000.
- */
- #define KERNEL_RAM_VADDR (PAGE_OFFSET + TEXT_OFFSET)
- #if (KERNEL_RAM_VADDR & 0xffff) != 0x8000
- #error KERNEL_RAM_VADDR must start at 0xXXXX8000
- #endif
- .globl swapper_pg_dir
- .equ swapper_pg_dir, KERNEL_RAM_VADDR - 0x4000
- /*
- * TEXT_OFFSET 是内核代码(解压后)相对于RAM起始的偏移.
- * 而#TEXT_OFFSET - 0x4000就是页表相对于RAM起始的偏移.
- * 这个宏的作用是将phys(RAM的启示地址)加上页表的偏移,
- * 而得到页表的起始物理地址
- */
- .macro pgtbl, rd, phys
- add \rd, \phys, #TEXT_OFFSET - 0x4000
- .endm
- #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
- #define KERNEL_START XIP_VIRT_ADDR(CONFIG_XIP_PHYS_ADDR)
- #define KERNEL_END _edata_loc
- #else
- #define KERNEL_START KERNEL_RAM_VADDR
- #define KERNEL_END _end
- #endif
- /*
- * 内核启动入口点.
- * ---------------------------
- *
- * 这个入口正常情况下是在解压完成后被调用的.
- * 调用条件: MMU = off, D-cache = off, I-cache = dont care, r0 = 0,
- * r1 = machine nr, r2 = atags or dtb pointer.
- * 这些条件在解压完成后会被逐一满足,然后才跳转过来。
- *
- * 这些代码大多数是位置无关的, 如果你的内核入口地址在连接时确定为
- * 0xc0008000, 你调用此函数的物理地址就是 __pa(0xc0008000).
- *
- * 完整的machineID列表,请参见 linux/arch/arm/tools/mach-types
- *
- * 我们尽量让代码简洁; 不在此处添加任何设备特定的代码
- * - 这些特定的初始化代码是boot loader的工作(或在极端情况下,
- * 有充分理由的情况下, 可以由zImage完成)。
- */
- __HEAD
- ENTRY(stext)
- setmode PSR_F_BIT | PSR_I_BIT | SVC_MODE, r9 @ CPU模式设置宏
- @ (进入svc模式并且关闭中断)
- mrc p15, 0, r9, c0, c0 @ 获取处理器id-->r9
- bl __lookup_processor_type @ 返回r5=procinfo r9=cpuid
- movs r10, r5 @ r10=r5,并可以检测r5=0?注意当前r10的值
- THUMB( it eq ) @ force fixup-able long branch encoding
- beq __error_p @ yes, error 'p'如果r5=0,则内核处理器不匹配,出错~死循环
- /*
- * 获取RAM的起始物理地址,并保存于 r8 = phys_offset
- * XIP内核与普通在RAM中运行的内核不同
- * (1)CONFIG_XIP_KERNEL
- * 通过运行时计算????
- * (2)正常RAM中运行的内核
- * 通过编译时确定(PLAT_PHYS_OFFSET 一般在arch/arm/mach-xxx/include/mach/memory.h定义)
- *
- */
- #ifndef CONFIG_XIP_KERNEL
- adr r3, 2f
- ldmia r3, {r4, r8}
- sub r4, r3, r4 @ (PHYS_OFFSET - PAGE_OFFSET)
- add r8, r8, r4 @ PHYS_OFFSET
- #else
- ldr r8, =PLAT_PHYS_OFFSET
- #endif
- /*
- * r1 = machine no, r2 = atags or dtb,
- * r8 = phys_offset, r9 = cpuid, r10 = procinfo
- */
- bl __vet_atags @ 判断r2(内核启动参数)指针的有效性
- #ifdef CONFIG_SMP_ON_UP
- bl __fixup_smp @ ???如果运行SMP内核在单处理器系统中启动,做适当调整
- #endif
- #ifdef CONFIG_ARM_PATCH_PHYS_VIRT
- bl __fixup_pv_table @ ????根据内核在内存中的位置修正物理地址与虚拟地址的转换机制
- #endif
- bl __create_page_tables @ 初始化页表!
- /*
- * 以下使用位置无关的方法调用的是CPU特定代码。
- * 详情请见arch/arm/mm/proc-*.S
- * r10 = xxx_proc_info 结构体的基地址(在上面__lookup_processor_type函数中选中的)
- * 返回时, CPU 已经为 MMU 的启动做好了准备,
- * 且 r0 保存着CPU控制寄存器的值.
- */
- ldr r13, =__mmap_switched @ 在MMU启动之后跳入的第一个虚拟地址
- adr lr, BSYM(1f) @ 设置返回的地址(PIC)
- mov r8, r4 @ 将swapper_pg_dir的物理地址放入r8,
- @ 以备__enable_mmu中将其放入TTBR1
- ARM( add pc, r10, #PROCINFO_INITFUNC ) @ 跳入构架相关的初始化处理器函数(例如A8的是__v7_setup)
- THUMB( add r12, r10, #PROCINFO_INITFUNC ) @主要目的只配置CP15(包括缓存配置)
- THUMB( mov pc, r12 )
- 1: b __enable_mmu @ 启动MMU
- ENDPROC(stext)
- .ltorg
- #ifndef CONFIG_XIP_KERNEL
- 2: .long .
- .long PAGE_OFFSET
- #endif
- /*
- * 创建初始化页表. 我们只创建最基本的页表,
- * 以满足内核运行的需要,
- * 这通常意味着仅映射内核代码本身.
- *
- * r8 = phys_offset, r9 = cpuid, r10 = procinfo
- *
- * 返回:
- * r0, r3, r5-r7 被篡改
- * r4 = 页表物理地址
- */
- __create_page_tables:
- pgtbl r4, r8 @ 现在r4 = 页表的起始物理地址
- /*
- * 清零16K的一级初始页表区
- * 这些页表在内核自解压时被设置过
- * (此时MMU已关闭)
- */
- 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
- /*
- * 获取节描述符的默认配置(除节基址外的其他配置)
- * 这个数据依构架而不同,数据是用汇编文件配置的:
- * arch/arm/mm/proc-xxx.S
- * (此时MMU已关闭)
- */
- ldr r7, [r10, #PROCINFO_MM_MMUFLAGS] @ 获取mm_mmuflags(节描述符默认配置),保存于r7
- /*
- * 创建特定映射,以满足__enable_mmu的需求。
- * 此特定映射将被paging_init()删除。
- *
- * 其实这个特定的映射就是仅映射__enable_mmu功能函数区的页表
- * 以保证在启用mmu时代码的正确执行--1:1映射(物理地址=虚拟地址)
- */
- adr r0, __enable_mmu_loc
- ldmia r0, {r3, r5, r6}
- sub r0, r0, r3 @ 获取编译时确定的虚拟地址到当前物理地址的偏移
- add r5, r5, r0 @ __enable_mmu的当前物理地址
- add r6, r6, r0 @ __enable_mmu_end的当前物理地址
- mov r5, r5, lsr #20 @ __enable_mmu的节基址
- mov r6, r6, lsr #20 @ __enable_mmu_end的节基址
- 1: orr r3, r7, r5, lsl #20 @ 生成节描述符:flags + 节基址
- str r3, [r4, r5, lsl #2] @ 设置节描述符,1:1映射(物理地址=虚拟地址)
- teq r5, r6 @ 完成映射?(理论上一次就够了,这个函数应该不会大于1M吧~)
- addne r5, r5, #1 @ r5 = 下一节的基址
- bne 1b
- /*
- * 现在创建内核的逻辑映射区页表(节映射)
- * 创建范围:KERNEL_START---KERNEL_END
- * KERNEL_START:内核最终运行的虚拟地址
- * KERNEL_END:内核代码结束的虚拟地址(bss段之后,但XIP不是)
- */
- mov r3, pc @ 获取当前物理地址
- mov r3, r3, lsr #20 @ r3 = 当前物理地址的节基址
- orr r3, r7, r3, lsl #20 @ r3 为当前物理地址的节描述符
- /*
- * 下面是为了确定页表项的入口地址
- * 其实页表入口项的偏移就反应了对应的虚拟地址的高位
- *
- * 由于ARM指令集的8bit位图问题,只能分两次得到
- * KERNEL_START:内核最终运行的虚拟地址
- *
- */
- add r0, r4, #(KERNEL_START & 0xff000000) >> 18
- str r3, [r0, #(KERNEL_START & 0x00f00000) >> 18]!
- ldr r6, =(KERNEL_END - 1)
- add r0, r0, #4
- add r6, r4, r6, lsr #18 @ r6 = 内核逻辑映射结束的节基址
- 1: cmp r0, r6
- add r3, r3, #1 << 20 @ 生成节描述符(只需做基址递增)
- strls r3, [r0], #4 @ 设置节描述符
- bls 1b
- #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
- /*
- * 如果是XIP技术的内核,上面的映射只能映射内核代码和只读数据部分
- * 这里我们再映射一些RAM来作为 .data and .bss 空间.
- */
- add r3, r8, #TEXT_OFFSET
- orr r3, r3, r7 @ 生成节描述符:flags + 节基址
- add r0, r4, #(KERNEL_RAM_VADDR & 0xff000000) >> 18
- str r3, [r0, #(KERNEL_RAM_VADDR & 0x00f00000) >> 18]!
- ldr r6, =(_end - 1)
- add r0, r0, #4
- add r6, r4, r6, lsr #18
- 1: cmp r0, r6
- add r3, r3, #1 << 20
- strls r3, [r0], #4
- bls 1b
- #endif
- /*
- * 然后映射启动参数区(现在r2中的atags物理地址)
- * 或者
- * 如果启动参数区的虚拟地址没有确定(或者无效),则会映射RAM的头1MB.
- */
- mov r0, r2, lsr #20
- movs r0, r0, lsl #20
- moveq r0, r8 @ 如果atags指针无效,则r0 = r8(映射RAM的头1MB)
- sub r3, r0, r8
- add r3, r3, #PAGE_OFFSET @ 转换为虚拟地址
- add r3, r4, r3, lsr #18 @ 确定页表项(节描述符)入口地址
- orr r6, r7, r0 @ 生成节描述符
- str r6, [r3] @ 设置节描述符
- /*
- * 下面是调试信息的输出函数区
- * 这里做了IO内存空间的节映射
- */
- #ifdef CONFIG_DEBUG_LL
- #ifndef CONFIG_DEBUG_ICEDCC
- /*
- * 为串口调试映射IO内存空间(将串口IO内存之上的所有地址都映射了)
- * 这允许调试信息(在paging_init之前)从串口控制台输出
- *
- */
- addruart r7, r3 @ 宏代码,位于arch/arm/mach-xxx/include/mach/debug-macro.S
- @ 作用是将串口控制寄存器的基址放入r7(物理地址)和r3(虚拟地址)
- mov r3, r3, lsr #20
- mov r3, r3, lsl #2
- add r0, r4, r3 @ r0为串口IO内存映射页表项的入口地址
- rsb r3, r3, #0x4000 @ 16K(PTRS_PER_PGD*sizeof(long))-r3
- cmp r3, #0x0800 @ limit to 512MB,入口地址有效性检查(只能在最后#0x0800内)
- movhi r3, #0x0800 @ 也就是说虚拟地址被限制在3.5G以上
- add r6, r0, r3 @ r6为页表结束地址
- mov r3, r7, lsr #20
- ldr r7, [r10, #PROCINFO_IO_MMUFLAGS] @ io_mmuflags
- orr r3, r7, r3, lsl #20 @ 生成节描述符
- 1: str r3, [r0], #4
- add r3, r3, #1 << 20
- teq r0, r6
- bne 1b
- #else /* CONFIG_DEBUG_ICEDCC */
- /* 我们无需任何串口调试映射 for ICEDCC */
- ldr r7, [r10, #PROCINFO_IO_MMUFLAGS] @ io_mmuflags
- #endif /* !CONFIG_DEBUG_ICEDCC */
- #if defined(CONFIG_ARCH_NETWINDER) || defined(CONFIG_ARCH_CATS)
- /*
- * 如果我们在使用 NetWinder 或 CATS,我们也需要为调试信息映射
- * 16550-type 串口
- */
- add r0, r4, #0xff000000 >> 18
- orr r3, r7, #0x7c000000
- str r3, [r0]
- #endif
- #ifdef CONFIG_ARCH_RPC
- /*
- * Map in screen at 0x02000000 & SCREEN2_BASE
- * Similar reasons here - for debug. This is
- * only for Acorn RiscPC architectures.
- */
- add r0, r4, #0x02000000 >> 18
- orr r3, r7, #0x02000000
- str r3, [r0]
- add r0, r4, #0xd8000000 >> 18
- str r3, [r0]
- #endif
- #endif
- mov pc, lr @页表创建结束,返回
- ENDPROC(__create_page_tables)
- .ltorg
- .align
- __enable_mmu_loc:
- .long .
- .long __enable_mmu
- .long __enable_mmu_end
- #if defined(CONFIG_SMP)
- __CPUINIT
- ENTRY(secondary_startup)
- /*
- * Common entry point for secondary CPUs.
- *
- * Ensure that we're in SVC mode, and IRQs are disabled. Lookup
- * the processor type - there is no need to check the machine type
- * as it has already been validated by the primary processor.
- */
- setmode PSR_F_BIT | PSR_I_BIT | SVC_MODE, r9
- mrc p15, 0, r9, c0, c0 @ get processor id
- bl __lookup_processor_type
- movs r10, r5 @ invalid processor?
- moveq r0, #'p' @ yes, error 'p'
- THUMB( it eq ) @ force fixup-able long branch encoding
- beq __error_p
- /*
- * Use the page tables supplied from __cpu_up.
- */
- adr r4, __secondary_data
- ldmia r4, {r5, r7, r12} @ address to jump to after
- sub lr, r4, r5 @ mmu has been enabled
- ldr r4, [r7, lr] @ get secondary_data.pgdir
- add r7, r7, #4
- ldr r8, [r7, lr] @ get secondary_data.swapper_pg_dir
- adr lr, BSYM(__enable_mmu) @ return address
- mov r13, r12 @ __secondary_switched address
- ARM( add pc, r10, #PROCINFO_INITFUNC ) @ initialise processor
- @ (return control reg)
- THUMB( add r12, r10, #PROCINFO_INITFUNC )
- THUMB( mov pc, r12 )
- ENDPROC(secondary_startup)
- /*
- * r6 = &secondary_data
- */
- ENTRY(__secondary_switched)
- ldr sp, [r7, #4] @ get secondary_data.stack
- mov fp, #0
- b secondary_start_kernel
- ENDPROC(__secondary_switched)
- .align
- .type __secondary_data, %object
- __secondary_data:
- .long .
- .long secondary_data
- .long __secondary_switched
- #endif /* defined(CONFIG_SMP) */
- /*
- * 在最后启动MMU前,设置一些常用位 Essentially
- * 其实,这里只是加载了页表指针和域访问控制数据寄存器
- *
- *
- * r0 = cp#15 control register
- * r1 = machine ID
- * r2 = atags or dtb pointer
- * r4 = page table pointer
- * r9 = processor ID
- * r13 = 最后要跳入的虚拟地址
- */
- __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)) @设置域访问控制数据
- mcr p15, 0, r5, c3, c0, 0 @ 载入域访问控制数据到DACR
- mcr p15, 0, r4, c2, c0, 0 @ 载入页表基址到TTBR0
- b __turn_mmu_on @ 开启MMU
- ENDPROC(__enable_mmu)
- /*
- * 使能 MMU. 这完全改变了可见的内存地址空间结构。
- * 您将无法通过这里跟踪执行。
- * 如果你已对此进行探究, *请*在向邮件列表发送另一个新帖之前,
- * 检查linux-arm-kernel的邮件列表归档
- *
- * r0 = cp#15 control register
- * r1 = machine ID
- * r2 = atags or dtb pointer
- * r9 = processor ID
- * r13 = 最后要跳入的*虚拟*地址
- *
- * 其他寄存器依赖上面的调用函数
- */
- .align 5
- __turn_mmu_on:
- mov r0, r0
- mcr p15, 0, r0, c1, c0, 0 @ 设置cp#15控制寄存器(启用MMU)
- mrc p15, 0, r3, c0, c0, 0 @ read id reg
- mov r3, r3
- mov r3, r13 @ r3中装入最后要跳入的*虚拟*地址
- mov pc, r3 @ 跳转到__mmap_switched
- __enable_mmu_end:
- ENDPROC(__turn_mmu_on)
- #ifdef CONFIG_SMP_ON_UP
- __INIT
- __fixup_smp:
- and r3, r9, #0x000f0000 @ architecture version
- teq r3, #0x000f0000 @ CPU ID supported?
- bne __fixup_smp_on_up @ no, assume UP
- bic r3, r9, #0x00ff0000
- bic r3, r3, #0x0000000f @ mask 0xff00fff0
- mov r4, #0x41000000
- orr r4, r4, #0x0000b000
- orr r4, r4, #0x00000020 @ val 0x4100b020
- teq r3, r4 @ ARM 11MPCore?
- moveq pc, lr @ yes, assume SMP
- mrc p15, 0, r0, c0, c0, 5 @ read MPIDR
- and r0, r0, #0xc0000000 @ multiprocessing extensions and
- teq r0, #0x80000000 @ not part of a uniprocessor system?
- moveq pc, lr @ yes, assume SMP
- __fixup_smp_on_up:
- adr r0, 1f
- ldmia r0, {r3 - r5}
- sub r3, r0, r3
- add r4, r4, r3
- add r5, r5, r3
- b __do_fixup_smp_on_up
- ENDPROC(__fixup_smp)
- .align
- 1: .word .
- .word __smpalt_begin
- .word __smpalt_end
- .pushsection .data
- .globl smp_on_up
- smp_on_up:
- ALT_SMP(.long 1)
- ALT_UP(.long 0)
- .popsection
- #endif
- .text
- __do_fixup_smp_on_up:
- cmp r4, r5
- movhs pc, lr
- ldmia {r0, r6}
- ARM( str r6, [r0, r3] )
- THUMB( add r0, r0, r3 )
- #ifdef __ARMEB__
- THUMB( mov r6, r6, ror #16 ) @ Convert word order for big-endian.
- #endif
- THUMB( strh r6, [r0], #2 ) @ For Thumb-2, store as two halfwords
- THUMB( mov r6, r6, lsr #16 ) @ to be robust against misaligned r3.
- THUMB( strh r6, [r0] )
- b __do_fixup_smp_on_up
- ENDPROC(__do_fixup_smp_on_up)
- ENTRY(fixup_smp)
- stmfd {r4 - r6, lr}
- mov r4, r0
- add r5, r0, r1
- mov r3, #0
- bl __do_fixup_smp_on_up
- ldmfd {r4 - r6, pc}
- ENDPROC(fixup_smp)
- #ifdef CONFIG_ARM_PATCH_PHYS_VIRT
- /* __fixup_pv_table - patch the stub instructions with the delta between
- * PHYS_OFFSET and PAGE_OFFSET, which is assumed to be 16MiB aligned and
- * can be expressed by an immediate shifter operand. The stub instruction
- * has a form of '(add|sub) rd, rn, #imm'.
- */
- __HEAD
- __fixup_pv_table:
- adr r0, 1f
- ldmia r0, {r3-r5, r7}
- sub r3, r0, r3 @ PHYS_OFFSET - PAGE_OFFSET
- add r4, r4, r3 @ adjust table start address
- add r5, r5, r3 @ adjust table end address
- add r7, r7, r3 @ adjust __pv_phys_offset address
- str r8, [r7] @ save computed PHYS_OFFSET to __pv_phys_offset
- #ifndef CONFIG_ARM_PATCH_PHYS_VIRT_16BIT
- mov r6, r3, lsr #24 @ constant for add/sub instructions
- teq r3, r6, lsl #24 @ must be 16MiB aligned
- #else
- mov r6, r3, lsr #16 @ constant for add/sub instructions
- teq r3, r6, lsl #16 @ must be 64kiB aligned
- #endif
- THUMB( it ne @ cross section branch )
- bne __error
- str r6, [r7, #4] @ save to __pv_offset
- b __fixup_a_pv_table
- ENDPROC(__fixup_pv_table)
- .align
- 1: .long .
- .long __pv_table_begin
- .long __pv_table_end
- 2: .long __pv_phys_offset
- .text
- __fixup_a_pv_table:
- #ifdef CONFIG_THUMB2_KERNEL
- #ifdef CONFIG_ARM_PATCH_PHYS_VIRT_16BIT
- lsls r0, r6, #24
- lsr r6, #8
- beq 1f
- clz r7, r0
- lsr r0, #24
- lsl r0, r7
- bic r0, 0x0080
- lsrs r7, #1
- orrcs r0, #0x0080
- orr r0, r0, r7, lsl #12
- #endif
- 1: lsls r6, #24
- beq 4f
- clz r7, r6
- lsr r6, #24
- lsl r6, r7
- bic r6, #0x0080
- lsrs r7, #1
- orrcs r6, #0x0080
- orr r6, r6, r7, lsl #12
- orr r6, #0x4000
- b 4f
- 2: @ at this point the C flag is always clear
- add r7, r3
- #ifdef CONFIG_ARM_PATCH_PHYS_VIRT_16BIT
- ldrh ip, [r7]
- tst ip, 0x0400 @ the i bit tells us LS or MS byte
- beq 3f
- cmp r0, #0 @ set C flag, and ...
- biceq ip, 0x0400 @ immediate zero value has a special encoding
- streqh ip, [r7] @ that requires the i bit cleared
- #endif
- 3: ldrh ip, [r7, #2]
- and ip, 0x8f00
- orrcc ip, r6 @ mask in offset bits 31-24
- orrcs ip, r0 @ mask in offset bits 23-16
- strh ip, [r7, #2]
- 4: cmp r4, r5
- ldrcc r7, [r4], #4 @ use branch for delay slot
- bcc 2b
- bx lr
- #else
- #ifdef CONFIG_ARM_PATCH_PHYS_VIRT_16BIT
- and r0, r6, #255 @ offset bits 23-16
- mov r6, r6, lsr #8 @ offset bits 31-24
- #else
- mov r0, #0 @ just in case...
- #endif
- b 3f
- 2: ldr ip, [r7, r3]
- bic ip, ip, #0x000000ff
- tst ip, #0x400 @ rotate shift tells us LS or MS byte
- orrne ip, ip, r6 @ mask in offset bits 31-24
- orreq ip, ip, r0 @ mask in offset bits 23-16
- str ip, [r7, r3]
- 3: cmp r4, r5
- ldrcc r7, [r4], #4 @ use branch for delay slot
- bcc 2b
- mov pc, lr
- #endif
- ENDPROC(__fixup_a_pv_table)
- ENTRY(fixup_pv_table)
- stmfd {r4 - r7, lr}
- ldr r2, 2f @ get address of __pv_phys_offset
- mov r3, #0 @ no offset
- mov r4, r0 @ r0 = table start
- add r5, r0, r1 @ r1 = table size
- ldr r6, [r2, #4] @ get __pv_offset
- bl __fixup_a_pv_table
- ldmfd {r4 - r7, pc}
- ENDPROC(fixup_pv_table)
- .align
- 2: .long __pv_phys_offset
- .data
- .globl __pv_phys_offset
- .type __pv_phys_offset, %object
- __pv_phys_offset:
- .long 0
- .size __pv_phys_offset, . - __pv_phys_offset
- __pv_offset:
- .long 0
- #endif
- #include "head-common.S"
arch/arm/kernel/head-common.S
- /*
- * linux/arch/arm/kernel/head-common.S
- *
- * Copyright (C) 1994-2002 Russell King
- * Copyright (c) 2003 ARM Limited
- * All Rights Reserved
- *
- * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
- * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
- * published by the Free Software Foundation.
- *
- */
- #define ATAG_CORE 0x54410001
- #define ATAG_CORE_SIZE ((2*4 + 3*4) >> 2)
- #define ATAG_CORE_SIZE_EMPTY ((2*4) >> 2)
- #ifdef CONFIG_CPU_BIG_ENDIAN
- #define OF_DT_MAGIC 0xd00dfeed
- #else
- #define OF_DT_MAGIC 0xedfe0dd0 /* 0xd00dfeed in big-endian */
- #endif
- /*
- * 异常处理. 一些我们无法处理的错误.
- * 我们应当告诉用户(这些错误信息),但因为我们甚至无法保证是在正确的架构上运行,
- * 所以我们什么都不做(死循环)。
- *
- * 如果 CONFIG_DEBUG_LL 被设置,我们试图打印出错误信息,
- * 并希望这可以对我们有帮助 (例如这对bootloader没有提供适当的处理器ID
- * 是有帮助的).
- */
- __HEAD
- /* 确定r2(内核启动参数)指针的有效性。 The heuristic 要求
- * 是4Byte对齐的、在物理内存的头16K中,且以ATAG_CORE标记开头。
- * 如果选择了CONFIG_OF_FLATTREE,dtb指针也是可以接受的.
- *
- * 在这个函数的未来版本中 可能会对物理地址的要求更为宽松,
- * 且如果有必要的话,可能可以移动ATAGS数据块.
- *
- * 返回:
- * r2 可能是有效的 atags 指针, 有效的 dtb 指针,或者0
- * r5, r6 被篡改
- */
- __vet_atags:
- tst r2, #0x3 @ 是否4Byte对齐?
- bne 1f @ 不是则认为指针无效,返回
- ldr r5, [r2, #0] @获取r2指向的前4Byte,用于下面测试
- #ifdef CONFIG_OF_FLATTREE
- ldr r6, =OF_DT_MAGIC @ is it a DTB?
- cmp r5, r6
- beq 2f
- #endif
- /* 内核启动参数块的规范是:
- * (wait for updata)
- */
- cmp r5, #ATAG_CORE_SIZE @ 第一个tag是ATAG_CORE吗?测试的是tag_header中的size
- @ 如果为ATAG_CORE,那么必为ATAG_CORE_SIZE
- cmpne r5, #ATAG_CORE_SIZE_EMPTY @ 如果第一个tag的tag_header中的size为ATAG_CORE_SIZE_EMPTY
- @ 说明此处也有atags
- bne 1f
- ldr r5, [r2, #4] @ 第一个tag_header的tag(魔数)
- ldr r6, =ATAG_CORE @ 获取ATAG_CORE的魔数
- cmp r5, r6 @ 判断第一个tag是否为ATAG_CORE
- bne 1f @ 不是则认为指针无效,返回
- 2: mov pc, lr @ atag/dtb 指针有效
- 1: mov r2, #0
- mov pc, lr
- ENDPROC(__vet_atags)
- /*
- * 以下的代码段是在MMU开启的状态下执行的,
- * 而且使用的是绝对地址; 这不是位置无关代码.
- *
- * r0 = cp#15 控制寄存器值
- * r1 = machine ID
- * r2 = atags/dtb pointer
- * r9 = processor ID
- */
- __INIT
- __mmap_switched:
- adr r3, __mmap_switched_data
- ldmia {r4, r5, r6, r7}
- cmp r4, r5 @ 如果有必要,拷贝数据段。
- @ 对比__data_loc和_sdata
- @ __data_loc是数据段在内核代码映像中的存储位置
- @ _sdata是数据段的链接位置(在内存中的位置)
- @ 如果是XIP技术的内核,这两个数据肯定不同
- 1: cmpne r5, r6 @ 检测数据是否拷贝完成
- ldrne fp, [r4], #4
- strne fp, [r5], #4
- bne 1b
- mov fp, #0 @ 清零 BSS 段(and zero fp)
- 1: cmp r6, r7 @ 检测是否完成
- strcc fp, [r6],#4
- bcc 1b
- /* 这里将需要的数据从寄存器中转移到全局变量中,
- * 因为最后会跳入C代码,寄存器会被使用。
- */
- ARM( ldmia r3, {r4, r5, r6, r7, sp})
- THUMB( ldmia r3, {r4, r5, r6, r7} )
- THUMB( ldr sp, [r3, #16] )
- str r9, [r4] @ 保存 processor ID到全局变量processor_id
- str r1, [r5] @ 保存 machine type到全局变量__machine_arch_type
- str r2, [r6] @ 保存 atags指针到全局变量__atags_pointer
- bic r4, r0, #CR_A @ 清除cp15 控制寄存器值的 'A' bit(禁用对齐错误检查)
- stmia r7, {r0, r4} @ 保存控制寄存器值到全局变量cr_alignment(在arch/arm/kernel/entry-armv.S)
- b start_kernel @ 跳入C代码(init/main.c)
- ENDPROC(__mmap_switched)
- .align 2
- .type __mmap_switched_data, %object
- __mmap_switched_data:
- .long __data_loc @ r4
- .long _sdata @ r5
- .long __bss_start @ r6
- .long _end @ r7
- .long processor_id @ r4
- .long __machine_arch_type @ r5
- .long __atags_pointer @ r6
- .long cr_alignment @ r7
- .long init_thread_union + THREAD_START_SP @ sp
- .size __mmap_switched_data, . - __mmap_switched_data
- /*
- * 这里提供一个 C-API 版本的 __lookup_processor_type
- */
- ENTRY(lookup_processor_type)
- stmfd {r4 - r6, r9, lr}
- mov r9, r0
- bl __lookup_processor_type
- mov r0, r5
- ldmfd {r4 - r6, r9, pc}
- ENDPROC(lookup_processor_type)
- /*
- * 读取处理器ID寄存器 (CP#15, CR0), 并且查找编译时确定的处理器
- * 支持列表. 注意:我们不能对__proc_info使用绝对地址,
- * 因为我们还没有重新初始化页表(MMU已关闭,之前是解压时使用的1:1映射)。
- * (我们不在正确的地址空间:内核是按虚拟地址(0xc00008000)编译的,
- * 而现在我们运行在MMU关闭的情况下)。
- * 我们必须计算偏移量。
- *
- * r9 = cpuid
- * Returns:
- * r3, r4, r6 被篡改
- * r5 = proc_info 指针(物理地址空间)
- * r9 = cpuid (保留)
- */
- __CPUINIT
- __lookup_processor_type:
- adr r3, __lookup_processor_type_data @获取运行时的地址数据
- ldmia r3, {r4 - r6} @获取编译时确定的地址数据(虚拟地址)
- sub r3, r3, r4 @ 获取地址偏移 virt&phys(r3)
- add r5, r5, r3 @ 将虚拟地址空间转换为物理地址空间
- add r6, r6, r3 @ r5=__proc_info_begin r6=__proc_info_end
- 1: ldmia r5, {r3, r4} @ 获取proc_info_list结构体中的value, mask
- and r4, r4, r9 @ 利用掩码处理从CP15获取的处理器ID
- teq r3, r4 @ 对比编译时确定的处理器ID
- beq 2f @ 若处理器ID匹配,返回
- add r5, r5, #PROC_INFO_SZ @ 利用sizeof(proc_info_list)跳入下一个处理器ID的匹配
- cmp r5, r6 @ 是否已经处理完proc_info_list数据
- blo 1b @ 如果还有proc_info_list数据,再次检查匹配
- mov r5, #0 @ 否则,编译的内核与此处理器不匹配,r5 = #0
- 2: mov pc, lr
- ENDPROC(__lookup_processor_type)
- /*
- * 参见 <asm/procinfo.h> 中关于 __proc_info 结构体的信息.
- */
- .align 2
- .type __lookup_processor_type_data, %object
- __lookup_processor_type_data:
- .long .
- .long __proc_info_begin
- .long __proc_info_end
- .size __lookup_processor_type_data, . - __lookup_processor_type_data
- /*
- * 处理器ID不匹配时的入口
- * 如果启用了调试信息,会从consol打印提示信息
- * 之后会进入__error的死循环
- */
- __error_p:
- #ifdef CONFIG_DEBUG_LL
- adr r0, str_p1
- bl printascii
- mov r0, r9
- bl printhex8
- adr r0, str_p2
- bl printascii
- b __error
- str_p1: .asciz "\nError: unrecognized/unsupported processor variant (0x"
- str_p2: .asciz ").\n"
- .align
- #endif
- ENDPROC(__error_p)
- /*
- * 出错时的死循环入口
- */
- __error:
- #ifdef CONFIG_ARCH_RPC
- /*
- * 出错时屏幕变红 - RiscPC only.
- */
- mov r0, #0x02000000
- mov r3, #0x11
- orr r3, r3, r3, lsl #8
- orr r3, r3, r3, lsl #16
- str r3, [r0], #4
- str r3, [r0], #4
- str r3, [r0], #4
- str r3, [r0], #4
- #endif
- 1: mov r0, r0
- b 1b
- ENDPROC(__error)