装载ARM Linux内核启动过程

mmuset的值分别存到了r5, r6中

第408行:　获得控制寄存器c1的值

第409行: 将r0中的 clear (r5) 对应的位都清除掉

第410行:　设置r0中 mmuset (r6) 对应的位

第411 - 413行:　如果配置了使用 round robin方式,需要设置控制寄存器c1的 Bit16

第412行: 取lr的值到pc中. 而lr中的值存放的是 enable_mmu 的地址(arch/arm/kernel/head.S 93行),所以,接下来就是跳转到函数 enable_mmu

5. 开启mmu

开启mmu是又函数 enable_mmu 实现的.

在进入 enable_mmu 的时候, r0中已经存放了控制寄存器c1的一些配置(在上一步中进行的设置), 但是并没有真正的打开mmu,

在 enable_mmu 中,我们将打开mmu.

此时,一些特定寄存器的值如下所示:

r0 = c1 parameters (用来配置控制寄存器的参数)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 arch/arm/kernel/head.S 中:

00146: .type __enable_mmu, %function
00147: __enable_mmu:
00148: #ifdef CONFIG_ALIGNMENT_TRAP
00149: orr r0, r0, #CR_A
00150: #else
00151: bic r0, r0, #CR_A
00152: #endif
00153: #ifdef CONFIG_CPU_DCACHE_DISABLE
00154: bic r0, r0, #CR_C
00155: #endif
00156: #ifdef CONFIG_CPU_BPREDICT_DISABLE
00157: bic r0, r0, #CR_Z
00158: #endif
00159: #ifdef CONFIG_CPU_ICACHE_DISABLE
00160: bic r0, r0, #CR_I
00161: #endif
00162: mov r5, #(domain_val(DOMAIN_USER, DOMAIN_MANAGER) | \
00163: domain_val(DOMAIN_KERNEL, DOMAIN_MANAGER) | \
00164: domain_val(DOMAIN_TABLE, DOMAIN_MANAGER) | \
00165: domain_val(DOMAIN_IO, DOMAIN_CLIENT))
00166: mcr p15, 0, r5, c3, c0, 0 @ load domain access register
00167: mcr p15, 0, r4, c2, c0, 0 @ load page table pointer
00168: b __turn_mmu_on
00169:
00170: /*
00171: * Enable the MMU. This completely changes the structure of the visible
00172: * memory space. You will not be able to trace execution through this.
00173: * If you have an enquiry about this, *please* check the linux-arm-kernel
00174: * mailing list archives BEFORE sending another post to the list.
00175: *
00176: * r0 = cp#15 control register
00177: * r13 = *virtual* address to jump to upon completion
00178: *
00179: * other registers depend on the function called upon completion
00180: */
00181: .align 5
00182: .type __turn_mmu_on, %function
00183: __turn_mmu_on:
00184: mov r0, r0
00185: mcr p15, 0, r0, c1, c0, 0 @ write control reg
00186: mrc p15, 0, r3, c0, c0, 0 @ read id reg
00187: mov r3, r3
00188: mov r3, r3
00189: mov pc, r13

第146, 147行: 函数声明

第148 - 161行: 根据相应的配置,设置r0中的相应的Bit. (r0 将用来配置控制寄存器c1)

第162 - 165行: 设置 domain 参数r5.(r5 将用来配置domain)

第166行: 配置 domain (详细信息清参考arm相关手册)

第167行: 配置页表在存储器中的位置(set ttb).这里页表的基地址是r4, 通过写cp15的c2寄存器来设置页表基地址.

第168行: 跳转到 turn_mmu_on. 从名称我们可以猜到,下面是要真正打开mmu了.

(继续向下看,我们会发现,turn_mmu_on就下当前代码的下方,为什么要跳转一下呢? 这是有原因的. go on)

第169 - 180行: 空行和注释. 这里的注释我们可以看到, r0是cp15控制寄存器的内容, r13存储了完成后需要跳转的虚拟地址(因为完成后mmu已经打开了,都是虚拟地址了).

第181行: .algin 5 这句是cache line对齐. 我们可以看到下面一行就是 turn_mmu_on, 之所以

第182 - 183行: turn_mmu_on 的函数声明. 这里我们可以看到, turn_mmu_on 是紧接着上面第168行的跳转指令的,只是中间在第181行多了一个cache line对齐.

这 么做的原因是: 下面我们要进行真正的打开mmu操作了, 我们要把打开mmu的操作放到一个单独的cache line上. 而在之前的"启动条件"一节我们说了,I Cache是可以打开也可以关闭的,这里这么做的原因是要保证在I Cache打开的时候,打开mmu的操作也能正常执行.

第184行: 这是一个空操作,相当于nop. 在arm中,nop操作经常用指令 mov rd, rd 来实现.

注意: 为什么这里要有一个nop,我思考了很长时间,这里是我的猜测,可能不是正确的: 因为之前设置了页表基地址(set ttb),到下一行(185行)打开mmu操作,中间的指令序