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arm-linux-从入口到start-kernel-代码详细分析2.pdf

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1. 确定 processor type

arch/arm/kernel/head.S 中:

00075: mrc p15, 0, r9, c0, c0 @ get processor id

00076: bl __lookup_processor_type @ r5=procinfo r9=cpuid

00077: movs r10, r5 @ invalid processor (r5=0)?

00078: beq __error_p @ yes, error 'p'

75 行: 通过 cp15 协处理器的 c0 寄存器来获得 processor id 的指令. 关于 cp15

的详细内容可参考相关的 arm 手册

76 行: 跳转到__lookup_processor_type.在__lookup_processor_type 中,会把

processor type 存储在 r5 中

77,78 行: 判断 r5 中的 processor type 是否是 0,如果是 0,说明是无效的

processor type,跳转到__error_p(出错)

__lookup_processor_type 函数主要是根据从 cpu 中获得的 processor id 和系统

中的 proc_info 进行匹配,将匹配到的 proc_info_list 的基地址存到 r5 中, 0 表示没

有找到对应的 processor type.

下面我们分析__lookup_processor_type 函数

arch/arm/kernel/head-common.S 中:

00145: .type __lookup_processor_type, %function

00146: __lookup_processor_type:

00147: adr r3, 3f

00148: ldmda r3, {r5 - r7}

00149: sub r3, r3, r7 @ get offset between virt&phys

00150: add r5, r5, r3 @ convert virt addresses to

00151: add r6, r6, r3 @ physical address space

00152: 1: ldmia r5, {r3, r4} @ value, mask

00153: and r4, r4, r9 @ mask wanted bits

00154: teq r3, r4

00155: beq 2f

00156: add r5, r5, #PROC_INFO_SZ @ sizeof(proc_info_list)

00157: cmp r5, r6

00158: blo 1b

00159: mov r5, #0 @ unknown processor

00160: 2: mov pc, lr

00161:

00162:

00165: ENTRY(lookup_processor_type)

00166: stmfd sp!, {r4 - r7, r9, lr}

00167: mov r9, r0

00168: bl __lookup_processor_type

00169: mov r0, r5

00170: ldmfd sp!, {r4 - r7, r9, pc}

00171:

00172:

00176: .long __proc_info_begin

00177: .long __proc_info_end

00178: 3: .long .

00179: .long __arch_info_begin

00180: .long __arch_info_end

145, 146 行是函数定义

147 行: 取地址指令,这里的 3f 是向前 symbol 名称是 3 的位置,即第 178 行,将该

地址存入 r3.

这里需要注意的是,adr 指令取址,获得的是基于 pc 的一个地址,要格外注意,

这个地址是 3f 处的"运行时地址",由于此时 MMU 还没有打开,也可以理解成物理

地址(实地址).(详细内容可参考 arm 指令手册)

148 行: 因为 r3 中的地址是 178 行的位置的地址,因而执行完后:

r5 存的是 176 行符号 __proc_info_begin 的地址;

r6 存的是 177 行符号 __proc_info_end 的地址;

r7 存的是 3f 处的地址.

这里需要注意链接地址和运行时地址的区别. r3 存储的是运行时地址(物理

地址),而 r7 中存储的是链接地址(虚拟地址).

__proc_info_begin 和__proc_info_end 是在

arch/arm/kernel/vmlinux.lds.S 中:

00031: __proc_info_begin = .;

00032: *(.proc.info.init)

00033: __proc_info_end = .;

这里是声明了两个变量:__proc_info_begin 和 __proc_info_end,其中等

号后面的"."是 location counter(详细内容请参考 ld.info)

这三行的意思是: __proc_info_begin 的位置上,放置所有文件中的

".proc.info.init" 段的内容,然后紧接着是 __proc_info_end 的位置.

kernel 使用 struct proc_info_list 来描述 processor type.

在 include/asm-arm/procinfo.h 中:

00029: struct proc_info_list {

00030: unsigned int cpu_val;

00031: unsigned int cpu_mask;

00032: unsigned long __cpu_mm_mmu_flags;

00033: unsigned long __cpu_io_mmu_flags;

00034: unsigned long __cpu_flush;

00035: const char *arch_name;

00036: const char *elf_name;

00037: unsigned int elf_hwcap;

00038: const char *cpu_name;

00039: struct processor *proc;

00040: struct cpu_tlb_fns *tlb;

00041: struct cpu_user_fns *user;

00042: struct cpu_cache_fns *cache;

00043: };

我们当前以 at91 为例,其 processor 是 926 的.

在 arch/arm/mm/proc-arm926.S 中:

00464: .section ".proc.info.init", #alloc, #execinstr

00465:

00466: .type __arm926_proc_info,#object

00467: __arm926_proc_info:

00468: .long 0x41069260 @ ARM926EJ-S (v5TEJ)

00469: .long 0xff0ffff0

00470: .long PMD_TYPE_SECT | \

00471: PMD_SECT_BUFFERABLE | \

00472: PMD_SECT_CACHEABLE | \

00473: PMD_BIT4 | \

00474: PMD_SECT_AP_WRITE | \

00475: PMD_SECT_AP_READ

00476: .long PMD_TYPE_SECT | \

00477: PMD_BIT4 | \

00478: PMD_SECT_AP_WRITE | \

00479: PMD_SECT_AP_READ

00480: b __arm926_setup

00481: .long cpu_arch_name

00482: .long cpu_elf_name

00483: .long

HWCAP_SWP|HWCAP_HALF|HWCAP_THUMB|HWCAP_FAST_MULT|HW

CAP_VFP|HWCAP_EDSP|HWCAP_JAVA

00484: .long cpu_arm926_name

00485: .long arm926_processor_functions

00486: .long v4wbi_tlb_fns

00487: .long v4wb_user_fns

00488: .long arm926_cache_fns

00489: .size __arm926_proc_info, . - __arm926_proc_info

从 464 行,我们可以看到 __arm926_proc_info 被放到了".proc.info.init"段

中.

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