[原创]Linux arm 启动 c语言部分详解第一讲（from Start kernel）
written by leeming作为我们实验室的一个学术交流，我顺着fp的linux arm启动汇编部分继续下去。我们可以看到其实linux汇编部分的启动大量的工作是对zimage的解压，重定位等操作，如果是image（也就是zimage解压重定位结束后）来说，其实主要就做了以下这么几件事情：1.建立启动时的一级页表，2.打开mmu，3.保存机器号等参数。因此对于整个处理器系统来说还需要做大量的工作，对于移植内核来说，只有真正了解了这部分你才会明白在arch/arm/mach-sep4020这个目录中的文件为什么需要这样写。进入正题：1.进入start_kernel，详解setup_arch（处理器的移植，页表建立都在这里实现的）asmlinkage void __init start_kernel(void){ char * command_line; extern struct kernel_param __start___param[], __stop___param[];/* * Interrupts are still disabled. Do necessary setups, then * enable them */ lock_kernel(); //这里是和高端内存相关的操作，arm中不涉及 page_address_init(); //这个只是printk的等级，但是为什么在控制台不显示，待看 //这时候控制台还没有初始化，因此所有的信息都是在log_buf里 printk(KERN_NOTICE); printk(linux_banner); setup_arch(&command_line); …… …… 到这里就碰到了我们详解start kernel的第一道坎，setup_arch(&command_line);别看就一句话，其实这个函数本
身是非常庞大的，下面我们来具体看完整的setup_arch函数。void __init setup_arch(char **cmdline_p){ struct tag *tags = (struct tag *)&init_tags; struct machine_desc *mdesc;//in the arch/arm/kernel/setup.c//static char default_command_line[COMMAND_LINE_SIZE] __initdata = CONFIG_CMDLINE;//在我们的配置中#define CONFIG_CMDLINE "root=/dev/ram0 rw console=ttyS0,115200" char *from = default_command_line; //就是查你是什么版本的处理器架构，最后就是调用 //了lookup_processor_type这个函数，它在汇编部分也提到过 setup_processor(); //machine_arch_type 就是我们的机器号0xc2 mdesc = setup_machine(machine_arch_type); machine_name = mdesc->name; //这个变量初始值为"h",如果这里设置成softboot，它会将这个初始值变为"s" if (mdesc->soft_reboot) reboot_setup("s"); //boot_params 如果为0则表示bootloader没有传参数 //一般默认为0x30000100位置 if (mdesc->boot_params) tags = phys_to_virt(mdesc->boot_params); /* * If we have the old style parameters, convert them to * a tag list. */ if (tags->hdr.tag != ATAG_CORE) convert_to_tag_list(tags); if (tags->hdr.tag != ATAG_CORE) tags = (struct tag *)&init_tags; if (mdesc->fixup) mdesc->fixup(mdesc, tags,
&from, &meminfo); //是通过标签0x544100**来辨别的，因此uboot中有相应的标签字 if (tags->hdr.tag == ATAG_CORE) { //已经被fixup函数修改，则将atag中的mem段置为none if (_banks != 0) squash_mem_tags(tags); //继续把atag的参数传递结束，在这里将把uboot传递进来的commandline覆盖 parse_tags(tags); }//下面几个参数是由vmlinux.lds文件决定的 init_mm.start_code = (unsigned long) &_text; d_code = (unsigned long) &_etext; d_data = (unsigned long) &_edata; init_mm.brk = (unsigned long) &_end; //因此在这里已经是我们uboot的参数了。 memcpy(saved_command_line, from, COMMAND_LINE_SIZE); saved_command_line[COMMAND_LINE_SIZE-1] = ‘\0’;//分析cmdline，这里只分析了当中的mem部分。//内核参数的解析一共有两处，一处是setup_arch()->parse_cmdline()//用于解析内核参数中关于内存的部分，另外一处是start_kernel()->parse_option()用于解析其余部分 parse_cmdline(cmdline_p, from); //非常重要的部分，页表建立,根据meminfo，也就是我们在4020.c中的mache_start何mache_end之间的内容，它其实就是一个类型是machine_desc的结构体，这里就是把这个结构体中的内存信息（fixup函数中指定的），寄存器信息（sep4020_map_io指定的）建立相应的一二级页表/*************************************/ p
aging_init(&meminfo, mdesc);/*************************************/ request_standard_resources(&meminfo, mdesc); #ifdef CONFIG_SMP smp_init_cpus();#endif //设置不同模式的堆栈，包括3种模式，irq,abort,undefine，每种模式的堆栈是12个字节 cpu_init();{ //gcc内嵌汇编的格式是__asm(汇编代码:输入:输出:破坏描述部分); //下面的限制字符"r" "I"是把变量放进通用寄存器，立即数的意思 __asm__ ( "msr cpsr_c, %1\n\t" "add sp, %0, %2\n\t" "msr cpsr_c, %3\n\t" "add sp, %0, %4\n\t" "msr cpsr_c, %5\n\t" "add sp, %0, %6\n\t" "msr cpsr_c, %7" : : "r" (stk),//堆栈空间起始地址 "I" (PSR_F_BIT | PSR_I_BIT | IRQ_MODE),//切换到irq模式，并禁止irq fiq "I" (offsetof(struct stack, irq[0])),//irq[0]的偏移,一下同理 "I" (PSR_F_BIT | PSR_I_BIT | ABT_MODE), "I" (offsetof(struct stack, abt[0])), "I" (PSR_F_BIT | PSR_I_BIT | UND_MODE), "I" (offsetof(struct stack, und[0])), "I" (PSR_F_BIT | PSR_I_BIT | SVC_MODE) : "r14");//注意切换svc时，告诉系统，r14改变了} /* * Set up various architecture-specific pointers */ //继续将020.c中的mache_start何mache_end之间的内容注册到系统中，这里是把系统初始化函数，中断，定时器注册（这几
printf输出格式linux部分也就是在为一个新的处理器移植内核的时候非常重要的地方） init_arch_irq = mdesc->init_irq; system_timer = mdesc->timer; init_machine = mdesc->init_machine; #ifdef CONFIG_VT#if defined(CONFIG_VGA_CONSOLE) conswitchp = &vga_con;#elif defined(CONFIG_DUMMY_CONSOLE) conswitchp = &dummy_con;#endif#endif}至此整个setup_arch函数解释完毕，由于setup_arch中还有一个重要函数paging_init函数也蛮庞大的，因此在第二讲中详细说明这个函数。
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