arm linux kernel 从入口到start_kernel 的代码分析

下面仅对__create_page_tables进行简单注释：

1: __create_page_tables:

2:     pgtbl    r4                @ page table address

3: 

4:     /*

5:      * Clear the 16K level 1 swapper page table

6:      */

7:     mov    r0, r4

8:     mov    r3, #0

9:     add    r6, r0, #0x4

10: 1:    str    r3, [r0], #4

11:     str    r3, [r0], #4

12:     str    r3, [r0], #4

13:     str    r3, [r0], #4

14:     teq    r0, r6

15:     bne    1b

16: 

17:     ldr    r7, [r10, #PROCINFO_MM_MMUFLAGS] @ mm_mmuflags

18: 

19:     /*

20:      * Create identity mapping for first MB of kernel to

21:      * cater for the MMU enable.  This identity mapping

22:      * will be removed by paging_init().  We use our current program

23:      * counter to determine corresponding section base address.

24:      下面三句完成：

25:      以tq2440为例：

26: 

27:      将虚拟机地址0x30~0x30100映射到物理地址的0x30~0x30100-1

28: 

29:      */

30:     mov    r6, pc, lsr #20            @ start of kernel section  此时pc在0x38附近，r6=0x300

31:     orr    r3, r7, r6, lsl #20        @ flags + kernel base      构造段描述符的内容，为什么是20，参见《ARM体系结构与编程》

32:     str    r3, [r4, r6, lsl #2]        @ identity mapping     填写页表项，完成映射

33:     

34: 

35:     /*

36:      * Now setup the pagetables for our kernel direct

37:      * mapped region.

38:      KERNEL_START = 0xC8

39:      KERNEL_END = _end  在链接脚本中，它的地址是kernel镜像后面的一个byte的地址

40: 

41:      */

42:     add    r0, r4,  #(KERNEL_START & 0xff) >> 18 

43:     @为什么是18，因为一级页表每个描述符4个字节，r4是一个字节一个字节的加

44:     str    r3, [r0, #(KERNEL_START & 0x00f00) >> 18]!

45:     @上面完成的任务：将虚拟地址0xC0~0xC0100-1映射到物理地址的0x30~0x30100-1，因为r3

46:     @中还是上次的值

47:     

48:     ldr    r6, =(KERNEL_END - 1)  @可以知道r6是一个虚拟地址，0xC8+解压后的内核大小-1

49:     add    r0, r0, #4  @r0指向下一个待填写的页表项

50:     add    r6, r4, r6, lsr #18  @r6指向最后一个页表项的地址 ls后缀：无符号数小于等于

51: 1:    cmp    r0, r6

52:     add    r3, r3, #1 < 20

53:     strls    r3, [r0], #4

54:     bls    1b   

55:     @通过循环，将内核所在的虚拟地址空间（0xC8+解压内核大小-1）映射到物理内存

56:     @0x38+解压内核大小-1，接下来，mmu开启后，就不用考虑是不是位置无关码了。

57: 

58: 

59:     /*

60:      * Then map first 1MB of ram in case it contains our boot params.

61:      个人感觉：

62:      对于tq2440将内核加载到距离物理内存起始地址32KiB的地方时，也就是0x38，下面的代码

63:      不要也可以，因为下面的目的就是将虚拟地址0xC0映射到物理地址的0x30，这个

64:      上面的代码已经完成了。

65: 

66:      但是，如果没有将内核加载到距离物理内存起始地址32KiB的地方，比如加载到0x30300，即距离

67:      物理内存起始地址3MiB的地方，下面的代码就有必要了，这种情况下，上面的代码仅仅完成了将：

68: 

69:      虚拟地址0xC0300~解压内核大小-1映射到物理内存0x30300~解压内核大小-1，没有将uboot传给

70:      内核的参数所在的内存区域（一般在距离物理内存起始地址16KiB范围内）进行映射。下面的代码完成了

71:      这个任务，此时PAGE_OFFSET=0xc0  PHYS_OFFSET=0x30

72:      完成将虚拟地址0xC0~0xC0100-1映射到物理地址的0x30~0x30100-1

73:      */

74:     add    r0, r4, #PAGE_OFFSET >> 18

75:     orr    r6, r7, #(PHYS_OFFSET & 0xff)

76:     .if    (PHYS_OFFSET & 0x00f00)

77:     orr    r6, r6, #(PHYS_OFFSET & 0x00f00)

78:     .endif

79:     str    r6, [r0]

80: 

81:     mov    pc, lr

82: ENDPROC(__create_page_tables)

83:     .ltorg

4. 调用平台特定的 __cpu_flush 函数

当 __create_page_tables 返回之后
此时,一些特定寄存器的值如下所示:
r4 = pgtbl (page table 的物理基地址)
r8 = machine info (struct machine_desc的基地址)
r9 = cpu id (通过cp15协处理器获得的cpu id)
r10 = procinfo (struct proc_info_list的基地址)
在我们需要在开启mmu之前,做一些必须的工作:清除ICache, 清除 DCache, 清除 Writebuffer, 清除TLB等.
这些一般是通过cp15协处理器来实现的,并且是平台相关的. 这就是 __cpu_flush 需要做的工作.
在 arch/arm/kernel/head.S中
91: ldr r13, __switch_data @ address to jump to after
92: @ mmu has been enabled
93: adr lr, __enable_mmu @ return (PIC) address
94: add pc, r10, #PROCINFO_INITFUNC
第91行: 将r13设置为 __switch_data 的地址
第92行: 将lr设置为 __enable_mmu 的地址
第93行: r10存储的是procinfo的基地址, PROCINFO_INITFUNC是在 arch/arm/kernel/asm-offset.c 中107行定义.
则该行将pc设为 proc_info_list的 __cpu_flush 函数的地址, 即下面跳转到该函数.