嵌入式 arm平台kernel启动第一阶段汇编head.s分析

1.依据arch/arm/kernel/vmlinux.lds生成linux内核源码根目录下的vmlinux，这个vmlinux属于未压缩，带调试信息、符号表的最初的内核，大小约23MB；
命令：arm-linux-gnu-ld-ovmlinux-Tarch/arm/kernel/vmlinux.lds
arch/arm/kernel/head.o
init/built-in.o
--start-group
arch/arm/mach-s3c2410/built-in.o
kernel/built-in.o
mm/built-in.o
fs/built-in.o
ipc/built-in.o
drivers/built-in.o
net/built-in.o
--end-group.tmp_kallsyms2.o

2.将上面的vmlinux去除调试信息、注释、符号表等内容，生成arch/arm/boot/Image，这是不带多余信息的linux内核，Image的大小约3.2MB；
命令:arm-linux-gnu-objcopy-Obinary-Svmlinuxarch/arm/boot/Image

3.将arch/arm/boot/Image用gzip-9压缩生成arch/arm/boot/compressed/piggy.gz大小约1.5MB；命令:gzip-f-9arch/arm/boot/compressed/piggy.gz

4.编译arch/arm/boot/compressed/piggy.S生成arch/arm/boot/compressed/piggy.o大小约1.5MB，这里实际上是将piggy.gz通过piggy.S编译进piggy.o文件中。而piggy.S文件仅有6行，只是包含了文件piggy.gz;
命令:arm-linux-gnu-gcc-oarch/arm/boot/compressed/piggy.oarch/arm/boot/compressed/piggy.S

5.依据arch/arm/boot/compressed/vmlinux.lds将arch/arm/boot/compressed/目录下的文件head.o、piggy.o、misc.o链接生成arch/arm/boot/compressed/vmlinux，这个vmlinux是经过压缩且含有自解压代码的内核,大小约1.5MB;
命令:arm-linux-gnu-ldzreladdr=0x30008000params_phys=0x30000100-Tarch/arm/boot/compressed/vmlinux.ldsarch/arm/boot/compressed/head.oarch/arm/boot/compressed/piggy.oarch/arm/boot/compressed/misc.o-oarch/arm/boot/compressed/vmlinux

6.将arch/arm/boot/compressed/vmlinux去除调试信息、注释、符号表等内容，生成arch/arm/boot/zImage大小约1.5MB;这已经是一个可以使用的linux内核映像文件了；
命令:arm-linux-gnu-objcopy-Obinary-Sarch/arm/boot/compressed/vmlinuxarch/arm/boot/zImage

7.将arch/arm/boot/zImage添加64Bytes的相关信息打包为arch/arm/boot/uImage大小约1.5MB;
命令:./mkimage-Aarm-Olinux-Tkernel-Cnone-a0x30008000-e0x30008000-nLinux-2.6.35.7-darch/arm/boot/zImagearch/arm/boot/uImage

内核启动分析：

本文着重分析S3C2410linux-2.6.35.7内核启动的详细过程，主要包括：zImage解压缩阶段、vmlinux启动汇编阶段、startkernel到创建第一个进程阶段三个部分，一般将其称为linux内核启动一、二、三阶段，本文也将采用这种表达方式。对于zImage之前的启动过程，本文不做表述，可参考前面正亮讲得“u-boot的启动过程分析”。

本文中涉及到的术语约定如下：

基本内核映像：即内核编译过程中最终在内核源代码根目录下生成的vmlinux映像文件，并不包含任何内核解压缩和重定位代码；

zImage内核映像：包含了内核piggy.o及解压缩和重定位代码，通常是目标板bootloader加载的对象；

zImage下载地址：即bootloader将zImage下载到目标板内存的某个地址或者nandread将zImage读到内存的某个地址；

zImage加载地址：由Linux的bootloader完成的将zImage搬移到目标板内存的某个位置所对应的地址值，默认值0x30008000。

1、Linux内核启动第一阶段：内核解压缩和重定位

该阶段是从u-boot引导进入内核执行的第一阶段，我们知道u-boot引导内核启动的最后一步是：通过一个函数指针thekernel()带三个参数跳转到内核（zImage）入口点开始执行，此时，u-boot的任务已经完成，控制权完全交给内核（zImage）。

稍作解释，在u-boot的文件arch\arm\lib\bootm.c(uboot-2010.9)中定义了thekernel,并在do_bootm_linux的最后执行thekernel.

定义如下：void(*theKernel)(intzero,intarch,uintparams);

theKernel=(void(*)(int,int,uint))ntohl(hdr->ih_ep);

//hdr->ih_ep----EntryPointAddressuImage中指定的内核入口点，这里是0x30008000。

theKernel(0,bd->bi_arch_number,bd->bi_boot_params);

其中第二个参数为机器ID,第三参数为u-boot传递给内核参数存放在内存中的首地址，此处是0x30000100。

由上述zImage的生成过程我们可以知道，第一阶段运行的内核映像实际就是arch/arm/boot/compressed/vmlinux，而这一阶段所涉及的文件也只有三个：

(1)arch/arm/boot/compressed/vmlinux.lds

(2)arch/arm/boot/compressed/head.S

(3)arch/arm/boot/compressed/misc.c

下面的图是