【linux】linux启动流程
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墨迹这么久,总算开始内核源代码分析了。
阶段1
阶段1大部分为汇编, 以程序启动到执行到start_kernel函数为第一阶段。 大概流程如下:
变量与文件的对应关系。
THUMB: src\arch\arm\include\asm\unified.h
head.S的很多定义在src\arch\arm\kernel\head-common.S
struct proc_info_list :src\arch\arm\include\asm\procinfo.h
PROC_INFO_SZ : build\include\generated\asm-offsets.h:
proc.info.init : src\arch\arm\mm\proc-arm920.S
PAGE_OFFSET:src\arch\arm\include\asm\memory.h = CONFIG_PAGE_OFFSET = 0xC0000000
寻找入口
首先从从程序入口处开始分析,linux内核下文件多不胜数,那么从哪里开始找到程序入口地址呢?
mov r0, #1 @ 假设在地址20
__lookup_processor_type_data: .long @ 假设在地址24
如上,adr是将当前PC值加一个偏移,得到目标地址,假如程序运行到上述第一条语句时:PC = 16, 因为 __lookup_processor_type_data与其相差8个字节的偏移,所以得到r3 = PC + 8 = 24; 而因为此时程序是运行的,PC代表的就是物理地址,所以adr获取的也就是物理地址了(严格来说这是不对的,因为PC是预取的,但是为了说明问题,不考虑预取功能,不然越说越复杂了)
linux mmu未开启时是如何将虚拟地址转换为物理地址的
此处对linux的adr计算真实物理地址讨论下,挺有意思的。Arm本来有三种地址,而此时未开启mmu,有MVA = VA(虚拟地址) = PA(物理地址).
要讨论这,就不得不提下内存模型。内存有两个基本属性,地址 + 内容。
围绕地址+内容,衍生了很多东西。包括c中的函数名,经汇编后对应的是汇编语言中的标号,即函数名是地址,这就是为什么存在函数指针一说, 如下表:
编译链接后各变量有其固定的地址,即虚拟地址,运行时变量也有自己的地址,两变量不一定一致。见下图,图中的地址是假定的,实际不一定如此:
上图两个内存里的内容必然是一致的,唯一的差别就在于地址。当运行到
mcr p15, 0, r0, c7, c7 @ invalidate I,D caches on v4
mcr p15, 0, r0, c7, c10, 4 @ drain write buffer on v4
#ifdef CONFIG_MMU
mcr p15, 0, r0, c8, c7 @ invalidate I,D TLBs on v4
#endif
adr r5, arm920_crval
ldmia r5, {r5, r6}
mrc p15, 0, r0, c1, c0 @ get control register v4
bic r0, r0, r5
orr r0, r0, r6
mov pc, lr
.size __arm920_setup, . - __arm920_setup
综上: ARM(add pc, r10,#PROCINFO_INITFUNC):是 执行函数 __arm920_setup, 该函数是对mmu作一些初始化。
__create_page_tables:虚拟地址映射页表是如何创建的
此处省略,在文章【linux】mm内存管理 http://blog.csdn.net/xiayulewa/article/details/45193741 有关于mmu比较详细的分析。
进入阶段2:
阶段2
src\init\main.c: asmlinkage void __init start_kernel(void)
start_kernel: 第二阶段启动入口,开始熟悉的c语言之旅。
src\include\linux\init.h: __init
第二阶段内容太多,不在这里具体写,后面结合具体例子再说,比如说明sysfs文件系统时,会有
/sys目录建立: start_kernel→rest_init→kernel_init→kernel_init_freeable→do_basic_setup→ driver_init的流程说明。
从start_kernel到 shell的流程:start_kernel→rest_init→kernel_init→run_init_process
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