arm linux 從入口到start_kernel 代碼分析 - 7(end)

在 arch/arm/kernel/head-common.S 中:

00014: .type__switch_data, %object
00015: __switch_data:
00016: .long__mmap_switched
00017: .long__data_loc@ r4
00018: .long__data_start@ r5
00019: .long__bss_start@ r6
00020: .long_end@ r7
00021: .longprocessor_id@ r4
00022: .long__machine_arch_type@ r5
00023: .longcr_alignment@ r6
00024: .longinit_thread_union + THREAD_START_SP @ sp
00025:
00026:
00034: .type__mmap_switched, %function
00035: __mmap_switched:
00036: adrr3, __switch_data + 4
00037:
00038: ldmiar3!, {r4, r5, r6, r7}
00039: cmpr4, r5@ Copy data segment if needed
00040: 1:cmpner5, r6
00041: ldrnefp, [r4], #4
00042: strnefp, [r5], #4
00043: bne1b
00044:
00045: movfp, #0@ Clear BSS (and zero fp)
00046: 1:cmpr6, r7
00047: strccfp, [r6],#4
00048: bcc1b
00049:
00050: ldmiar3, {r4, r5, r6, sp}
00051: strr9, [r4]@ Save processor ID
00052: strr1, [r5]@ Save machine type
00053: bicr4, r0, #CR_A@ Clear A bit
00054: stmiar6, {r0, r4}@ Save control register values
00055: bstart_kernel

第14, 15行: 函數聲明
第16 - 24行: 定義了一些地址,例如第16行存儲的是 __mmap_switched 的地址, 第17行存儲的是 __data_loc 的地址 ......
第34, 35行: 函數 __mmap_switched
第36行: 取 __switch_data + 4的地址到r3. 從上文可以看到這個地址就是第17行的地址.
第37行:　依次取出從第17行到第20行的地址,存儲到r4, r5, r6, r7 中. 并且累加r3的值.當執行完后, r3指向了第21行的位置.
對照上文,我們可以得知:
r4 - __data_loc
r5 - __data_start
r6 - __bss_start
r7 - _end
這幾個符號都是在 arch/arm/kernel/vmlinux.lds.S 中定義的變量:

00102: #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
00103: __data_loc = ALIGN(4);
00104: . = PAGE_OFFSET + TEXT_OFFSET;
00105: #else
00106: . = ALIGN(THREAD_SIZE);
00107: __data_loc = .;
00108: #endif
00109:
00110: .data : AT(__data_loc) {
00111: __data_start = .;
00112:
00113:
00117: *(.init.task)

......

00158: .bss : {
00159: __bss_start = .;
00160: *(.bss)
00161: *(COMMON)
00162: _end = .;
00163: }

對于這四個變量,我們簡單的介紹一下:
__data_loc 是數據存放的位置
__data_start 是數據開始的位置

__bss_start 是bss開始的位置
_end 是bss結束的位置, 也是內核結束的位置

其中對第110行的指令講解一下: 這里定義了.data 段,后面的AT(__data_loc) 的意思是這部分的內容是在__data_loc中存儲的(要注意,儲存的位置和鏈接的位置是可以不相同的).
關于 AT 詳細的信息請參考 ld.info




第38行: 比較 __data_loc 和 __data_start
第39 - 43行: 這幾行是判斷數據存儲的位置和數據的開始的位置是否相等,如果不相等,則需要搬運數據,從 __data_loc 將數據搬到 __data_start.
其中 __bss_start 是bss的開始的位置,也標志了 data 結束的位置,因而用其作為判斷數據是否搬運完成.

第45 - 48行:　是清除 bss 段的內容,將其都置成0. 這里使用 _end 來判斷 bss 的結束位置.
第50行: 因為在第38行的時候,r3被更新到指向第21行的位置.因而這里取得r4, r5, r6, sp的值分別是:
r4 - processor_id
r5 - __machine_arch_type
r6 - cr_alignment
sp - init_thread_union + THREAD_START_SP

processor_id 和 __machine_arch_type 這兩個變量是在 arch/arm/kernel/setup.c 中 第62, 63行中定義的.
cr_alignment 是在 arch/arm/kernel/entry-armv.S 中定義的:

00182: .globlcr_alignment
00183: .globlcr_no_alignment
00184: cr_alignment:
00185: .space4
00186: cr_no_alignment:
00187: .space4

init_thread_union 是 init進程的基地址. 在 arch/arm/kernel/init_task.c 中:

00033: union thread_union init_thread_union
00034: __attribute__((__section__(".init.task"))) =
00035: { INIT_THREAD_INFO(init_task) };

對照 vmlnux.lds.S 中的 的117行,我們可以知道init task是存放在 .data 段的開始8k, 并且是THREAD_SIZE(8k)對齊的
第51行: 將r9中存放的 processor id (在arch/arm/kernel/head.S 75行) 賦值給變量 processor_id
第52行: 將r1中存放的 machine id (見"啟動條件"一節)賦值給變量　__machine_arch_type
第53行: 清除r0中的 CR_A 位并將值存到r4中. CR_A 是在 include/asm-arm/system.h 21行定義, 是cp15控制寄存器c1的Bit[1](alignment fault enable/disable)
第54行: 這一行是存儲控制寄存器的值.
從上面 arch/arm/kernel/entry-armv.S 的代碼我們可以得知.
這一句是將r0存儲到了 cr_alignment 中,將r4存儲到了 cr_no_alignment 中.
第55行: 最終跳轉到start_kernel