新聞中心

EEPW首頁(yè) > 嵌入式系統(tǒng) > 設(shè)計(jì)應(yīng)用 > ARM Linux啟動(dòng)代碼分析

ARM Linux啟動(dòng)代碼分析

作者： 時(shí)間：2016-11-09 來(lái)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(gè)問(wèn)題：為什么要分析啟動(dòng)代碼？

本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/201611/318002.htm

因?yàn)閱?dòng)代碼絕大部分都是用匯編語(yǔ)言寫的，對(duì)于沒(méi)學(xué)過(guò)或者不熟悉匯編語(yǔ)言的同學(xué)確實(shí)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(gè)體系結(jié)構(gòu)（比如ARM）的啟動(dòng)代碼或者其他底層代碼是必不可少的。當(dāng)分析之后會(huì)發(fā)現(xiàn)這是有很多好處的：分析啟動(dòng)代碼可以加深對(duì)匯編語(yǔ)言的理解；可以學(xué)習(xí)匯編語(yǔ)言的使用技巧；可以學(xué)習(xí)如何編寫位置無(wú)關(guān)的代碼，可以知道從啟動(dòng)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(shuō)，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(dòng)代碼有兩處，一處是經(jīng)過(guò)壓縮的，一處是沒(méi)有經(jīng)過(guò)壓縮的，壓縮的最終還是會(huì)調(diào)用沒(méi)有壓縮的，沒(méi)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(huì)會(huì)用到。

82行，跳轉(zhuǎn)到__lookup_processor_type標(biāo)號(hào)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(yǔ)言中，標(biāo)號(hào)代表的是地址，準(zhǔn)確來(lái)說(shuō)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(hào)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(duì)地址（PC+偏移值），而ldr采用的是絕對(duì)地址（直接采用標(biāo)號(hào)的值），另外adr要求指令與標(biāo)號(hào)位于同一個(gè)段中。

161行，因此當(dāng)前PC值是存放的是一個(gè)物理地址，為什么是物理地址？為了搞清楚這個(gè)問(wèn)題，下面簡(jiǎn)單說(shuō)說(shuō)上一個(gè)“年代”的bootloader是怎么引導(dǎo)、啟動(dòng)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(dòng)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(shí)代一去不復(fù)返，進(jìn)入Linux新時(shí)代。

現(xiàn)在應(yīng)該知道執(zhí)行到161行時(shí)，PC的值就為0x50~0x58之間的某一個(gè)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(hào)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(gè)鏈接地址，或者說(shuō)虛擬地址），r6存放的是__proc_info_end的值（是一個(gè)鏈接地址，或者說(shuō)虛擬地址），因?yàn)?. 表示的是當(dāng)前的鏈接地址，所以r7存放的是標(biāo)號(hào)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(hào)4的物理地址。

164行，r3 = r3 – r7，即r3 = 標(biāo)號(hào)4的物理地址 - 標(biāo)號(hào)4的虛擬地址，這樣就可以計(jì)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(gè)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(gè)這樣的結(jié)構(gòu)體變量，對(duì)于s3c6410,來(lái)說(shuō)，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(shí)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(gè)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(guò)程。如果所有struct proc_info_list變量都比較后都沒(méi)有找到對(duì)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(hào)。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(hào)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(guò)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(duì)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(hào)，不支持就跳到__error_a標(biāo)號(hào)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(cè)試r2的低2位是否為0，也即r2的值是否4字節(jié)對(duì)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(gè)tag必須是ATAG_CORE類型，最后一個(gè)必須是ATAG_NONE類型，每一種類型的tag都有一個(gè)編號(hào)，例如ATAG_CORE為0x54411，ATAG_NONE為0x00。struct tag_header的tag成員就是用來(lái)描述tag的類型，而size成員用來(lái)描述整個(gè)tag的大小。每個(gè)tag連續(xù)存放。

那么標(biāo)號(hào)__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(hào)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(hào)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(gè)定義這么長(zhǎng)，其實(shí)需要關(guān)注的代碼并不多。

220行，pgtbl是一個(gè)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(duì)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(diǎn)預(yù)備知識(shí)。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(yè)表項(xiàng)），而轉(zhuǎn)換的過(guò)程需要通過(guò)頁(yè)表來(lái)完成。對(duì)于ARM來(lái)說(shuō)，映射大體分為段映射和二級(jí)映射，段映射只需要一級(jí)頁(yè)表，段映射的大小為1MB，二級(jí)映射需要兩級(jí)頁(yè)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(jí)頁(yè)表的基地址，當(dāng)啟動(dòng)MMU后，CPU發(fā)出的是虛擬地址（正確來(lái)說(shuō)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(jí)頁(yè)表基地址作為起始地址索引對(duì)應(yīng)的頁(yè)表項(xiàng)，當(dāng)索引到相應(yīng)的頁(yè)表項(xiàng)后，根據(jù)頁(yè)表項(xiàng)的內(nèi)容找到對(duì)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(gè)字節(jié)）。

圖1 段映射

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

圖2 獲取一級(jí)描述符

有了上面的基礎(chǔ)知識(shí)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(shí)，r3的值就是一個(gè)頁(yè)表項(xiàng)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(duì)應(yīng)。將r3的值存到頁(yè)表相應(yīng)的位置里，這樣就完成了一個(gè)頁(yè)表項(xiàng)的構(gòu)建，也即完成了內(nèi)核前1MB的映射。因?yàn)檫@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(shuō)虛擬地址0x58對(duì)應(yīng)的物理地址也是0x58。后面會(huì)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(duì)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(shí)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(gè)頁(yè)表項(xiàng)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(gè)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(shuō)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(méi)了解過(guò)，在此略過(guò)，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?yàn)檫@1MB里存放有bootloader傳過(guò)來(lái)的啟動(dòng)參數(shù)，從這可以看到，映射的虛擬地址存在重疊，但并沒(méi)有關(guān)系，一個(gè)虛擬地址肯定只對(duì)應(yīng)一個(gè)物理地址，但一個(gè)物理地址可以對(duì)應(yīng)多個(gè)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(huì)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(hào)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(gè)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(hào)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(hào)的物理地址，因?yàn)榉祷氐絖_enable_mmu標(biāo)號(hào)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)