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- UID
- 1029342
- 性别
- 男
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第三章、ARM Linux
上述所说，bootloader会跳到压缩的内核映像代码，并传递一些ATAG标记的初始化参数，压缩内核是以‘start’标签开始，这个标签定义在arch/arm/boot/compressed/head.s 汇编文件里。从这一步开始，引导过程包含3个阶段。 一、内核首先解压自己； 二、处理器依赖部分的内核代码执行：主要初始化CPU和内存； 三、最后，独立于处理器部分的内核代码执行：即开始ARM多核处理，通过启动所有ARM11的核，并且初始化所有内核组件和数据结构； 下图是ARMLinux内核的引导概图：
启动分三步：1、映像解压：a、U-Boot跳到“start”标签，标签在 /arm/boot/compressed/head.S文件里；b、参数通过U-Boot r0保存(CPU架构ID)和r1(ATAG参数列表指针)来传递；c、执行cpu架构相关代码,然后关闭缓存和MMU；d、正确C环境设置；e、分配适当的值给寄存器和堆栈指针。如 r4 = 内核物理起始地址 - sp = 解压器代码地址；f、再一次把cache memory打开，cache memory例程遍历proc_type 列表，找出对应的arm 架构类型， 对ARM11 多核（ARM v6）： __armv4_mmu_cache_on 打开 __armv4_mmu_cache_off 关闭 __armv6_mmu_cache_flush 刷新缓存内存到内存g、确定将要解压的内核映像是否会覆盖压缩的内核映像，并跳到相应的处理例程；h、调用解压例程：decompress_kernel()，位置在arch/arm/boot/compressed/misc.c 这个函数会在输出终端上显示“Uncompressing Linux...“消息； 接着调用gunzip()函数，并显示“done, booting the kernel” 消息；i、调用__armv6_mmu_cache_flush函数刷新cache 内存的内容到RAM；j、调用__armv4_mmu_cache_off关闭，因为内核初始化例程希望cache在开始的时候是关闭的；k、跳到内存中内核的开始地址，这个地址保存在r4寄存器中；l、内核的起始地址依据不同的平台架构而不同，对PB11MPCore核，保存在arch/arm/mach-realview/Makefile.boot文件里的变量zreladdr-y中， zreladdr-y := 0x000080002、处理器(ARM)依赖的内核代码 内核开始入口点定义在文本文件：arch/arm/kernel/head.S中，解压器关闭MMU、cache内存、设置好合适的寄存器值后跳到这个入口。共包含以下事件序列： a、确保CPU运行在超级模式并禁用所有中断； b、调用 __lookup_processor_type（arch/arm/kernel/head-common.S）查找处理器类型，该函数返回一个指向proc_info_list（变量定义在 arch/arm/mm/proc-v6.S）的指针，这一项是ARM11对应的处理器信息； c、调用 __lookup_machine_type（arch/arm/kernel/head-common.S）查找机器类型，该函数返回一个指向 machine_desc 结构的指针，这一项 专门为 PB11MPCore 核定义的； d、 调用 __create_page_tables建立页表，个数是内核运行所需要的数量；也就是说在内核执行过程中映射用； e、跳到__v6_setup procedure例程，（arch/arm/mm/proc-v6.S），这个例程初始化CPU0的TLB，cache，MMU； f、使能MMU，函数是__enable_mmu（），它设置一些配置位后调用函数__turn_mmu_on（）（arch/arm/kernel/head.S）； g、在函数__turn_mmu_on中，会设置合适的控制寄存器值，然后跳到__switch_data，执行第一个函数__mmap_switched（） （在arch/arm/kernel/head-common.S文件中）； h、在__mmap_switched（）中，copy到RAM的数据段和BSS段被清0，最后跳到start_kernel()例程，该函数在init/main.c，这个是LINUX的开始处。3、处理器(ARM)无关的内核代码 从这个阶段开始,就是公共的处理序列，是独立于硬件架构的Linux内核引导过程；但仍有一些函数依赖于硬件，并且会覆盖独立于硬件的代码的执行。我们会专注于多核Linux部分的启动和cpus的初始化，主要针对ARM11的多核架构而言。 第一步、函数 start_kernel(): (init/main.c) <目前我们在处理器0> a、用local_irq_disable()函数屏蔽CPU0上的中断 (include/linux/irqflags.h)； b、用lock_kernel()函数锁内核，避免被高优先级中断抢占(include/linux/smp-lock.h)； c、用函数boot_cpu_init() (init/main.c)激活CPU0； d、用函数tick_init() (kernel/time/tick-common.c)初始化内核tick控制器； e、用函数page_address_init() (mm/highmem.c)初始化内存子系统； f、用函数printk(linux_banner) (init/version.c)打印内核版本信息到终端； g、用函数setup_arch(&command_line)设置架构特有的子系统如内存、I/O、处理器、等等，其中command_line 是从U-Boot传来的参数列表 (arch/arm/kernel/setup.c)； 1）在函数setup_arch(&command_line) 中, 我们执行架构相关的代码。对ARM11 多核, 是调用smp_init_cpus()函数,这个函数初始化cpu的映射。 就是在这一阶段，内核知道在ARM11系统架构里，有4个核。(arch/arm/mach-realview/platsmp.c) 2）用函数cpu_init()初始化一个处理器(这一步是指CPU0 )，它复制cache信息,初始化多核相关的信息,并设置每一个CPU的栈(arch/arm/kernel/setup.c)； |
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