arm linux 启动之一：汇编启动到start_kernel
描述arm linux啟動的概要過程，以S5PV210(Cortex A8)為例，本文描述第一個階段。
? ? ? ?一、arm linux的引導
? ? ? ?uboot在引導arm linux（uImage鏡像）到SDRAM之后，通過bootm命令對uImage鏡像的64個字節頭進行解釋，獲取linux的entry入口地址，并賦值給theKernel函數指針（一般該值是0x30008000），并將uboot的環境變量參數（如平臺的內存塊區域信息、linux啟動命令信息bootargs等）按linux要求的tags形式放置在0x30000100起始的地方。接著關掉MMU，清除icache，dcache，最后通過該函數將控制權交給arm linux：
? ? ? ?theKernel (0, machid, bd->bi_boot_params)；
? ? ? ?其中，machid是平臺的id，其需要與arch/arm/tools/mach_types 中定義的機器ID一致，否則無法啟動。?bd->bi_boot_params即0x30000100，描述了linux啟動所需要的信息。
? ? ? ?二、arm linux啟動的第一部分
? ? ? ?該部分是體系相關的匯編部分，代碼位于arch\arm\kernel\head.S，入口是ENTRY(stext)，其主要完成的工作包括：
? ? ? ?1) 設置當前arm工作模式是svc mode，關中斷
? ? ? ?2）__lookup_processor_type?獲取對應的CPU信息數據結構地址，主要是arm v7架構相關的信息，如MMU，cache標志值等，數據結構如下：
?
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;
};?
? ? ? ?arm linux支持各種CPU體系架構，其描述在.proc.info.init 段，對應S5PV210即arch\arm\mm\proc-v7.S,?lookup_processor_type先通過協處理器CP15讀出CPU ID并跟cpu_val比較，匹配即可得到數據結構地址。該地址是鏈接到虛擬地址，而此時MMU是關閉的，需要將該地址轉為物理地址訪問。
? ? ? ? ?3）__lookup_machine_type獲取對應平臺機器的數據結構地址，主要是平臺板子相關的數據信息，如內存起始地址和大小，中斷和timer初始化函數等，如下：? ? ? ? ??
?
struct machine_desc {
?? unsigned int???nr;????? /* architecture number?? */
?? unsigned int??? phys_io; /* start of physicalio? */
?? unsigned int??? io_pg_offst; /* byte offsetfor io? ?* page tabe entry */
?? const char????? *name;??/* architecture name? */
?? unsigned long????? boot_params; /*tagged list???? */
?? unsigned int??? video_start; /* start of videoRAM */
?? unsigned int??? video_end;? /* end ofvideo RAM?? */
?? unsigned int??? reserve_lp0 :1; /* never haslp0?? */
?? unsigned int??? reserve_lp1 :1; /* never haslp1?? */
?? unsigned int??? reserve_lp2 :1; /* never haslp2?? */
?? unsigned int??? soft_reboot :1; /* softreboot???? */
?? void???????(*fixup)(struct machine_desc *,? ?struct tag *, char **, ? ?struct meminfo *);
?? void???????(*map_io)(void);/* IO mapping function? */
?? void???????(*init_irq)(void);
?? struct sys_timer?? *timer;????/* system tick timer? */
?? void???????(*init_machine)(void);
};
? ? ? ? ??arm linux支持各種平臺板子，其描述在.arch.info.init 段，對應S5PV210即\arch\arm\mach-s5pv210\mach-smdkv210.c。UBOOT的machid即用于搜索匹配nr，以取到機器信息。
? ? ? ? 4）檢查uboot傳遞過來的tags是否符合標準，并檢測machine數據結構的boot_params的值是否等于theKernel傳遞過來的第三個參數（0x30000100）
? ? ? ? 5）create_page_tables 創建臨時頁表，均是以1M為單位進行映射，所以4G空間需要16K，從0x30004000到0X30008000。共映射三個部分：
? ? ? ? ? ? ? ?i. linux內核鏡像空間的映射（0xc0008***開始的內核空間映射到0x30008***）
? ? ? ? ? ? ? ?ii. 創建頁表到開啟mmu之間還有一段代碼需要運行，因為還需要為linux啟動的初始1M空間創建一段直接映射，此時還是0X30008000+的地址運行，所以映射是0X30008000+映射到0X30008000+
? ? ? ? ? ? ? ?iii. uboot傳遞過來的tags參數也需要進行映射(虛擬0XC**映射到0X3**），以進行訪問。
? ? ? ? 6）ldr r13, __switch_data，將?__switch_data數據結構的地址入棧。
? ? ? ? 7）add?? pc,r10, #PROCINFO_INITFUNC，即將PC改到arch\arm\mm\proc-v7.S的?__v7_setup去執行，跳轉前將__enable_mmu放到lr，即?__v7_setup執行完就返回到__enable_mmu。?__v7_setup主要是CPU體系相關的初始化，如icache，dcache等。
? ? ? ? 8）__enable_mmu打開MMU，cache等，最后將r13出棧，取出arch/arm/kernel/head-common.S的__switch_data的第一個內容__mmap_switched函數，并賦給PC：
?
__switch_data:
?? .long __mmap_switched
?? .long__data_loc???????? @ r4
?? .long_data?????????? @ 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
? ? ? ? ?9）__mmap_switched初始化data，bss等相關段，保存相關的數據結構地址到相關變量。設置以后系統啟動init進程的棧空間。
? ? ? ? 10）b? start_kernel 跳轉到linux啟動的第二部分，為C語言編寫。
轉載于:https://www.cnblogs.com/yueqian-scut/p/arm-linux-boot-1st.html
總結
以上是生活随笔為你收集整理的arm linux 启动之一：汇编启动到start_kernel的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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