2013年1月17日 (四) 10:15 Comcat

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2013年1月17日 (四) 10:13 Comcat

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Comcat：以“1. bootloader 将ELF 格式的Kernel 加载到某个空闲地址处，然后一般有个内存移动操作，目的地址在 arch/mips/Makefile 内指定： load-$(C...”为内容创建页面

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以“1. bootloader 将ELF 格式的Kernel 加载到某个空闲地址处，然后一般有个内存移动操作，目的地址在 arch/mips/Makefile 内指定： load-$(C...”为内容创建页面

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1. bootloader 将ELF 格式的Kernel 加载到某个空闲地址处，然后一般有个内存移动操作，目的地址在 arch/mips/Makefile 内指定： load-$(CONFIG_MIPS_PB1550) += 0xFFFFFFFF80100000，则最终bootloader定会将内核移到物理地址 0x00100000处

 

2. 上面Makefile 里指定的的 load 地址，最后会被编译系统写入到 arch/mips/kernel/vmlinux.lds 中：

<pre>
OUTPUT_ARCH(mips)
ENTRY(kernel_entry)
jiffies = jiffies_64;
SECTIONS
{
. = 0xFFFFFFFF80100000;
/* read-only */
_text = .; /* Text and read-only data */
.text : {
*(.text)
...
</pre>

这个文件最终会以参数 -Xlinker --script -Xlinker vmlinux.lds 的形式传给 gcc，并最终传给链接器 ld 来控制其行为。ld 会将 .text 节的地址链接到 0xFFFFFFFF80100000 处。

关于内核 ELF 文件的入口地址(Entry point)，即 bootloader 移动完内核后，直接跳转到的地址，由ld 写入 ELF的头中，其会依次用下面的方法尝试设置入口点，当遇到成功时则停止：

a. 命令行选项 -e entry

b. 脚本中的 ENTRY(symbol)

c. 如果有定义 start 符号，则使用start符号（symbol）

d. 如果存在 .text 节，则使用第一个字节的地址。

e. 地址0

注意到上面的 ld script 中，用 ENTRY 宏设置了内核的 entry point 是 kernel_entry，因此内核取得控制权后执行的第一条指令是在 kernel_entry 处。

 

3. 这个 kernel_entry 定义于 arch/mips/kernel/head.S 中：

<pre>
NESTED(kernel_entry, 16, sp) # kernel entry point

kernel_entry_setup # cpu specific setup，某些MIPS CPU需要额外的设置一些控制寄
存器，和具体的平台相关，一般为空宏；某些多核MIPS，启动时所
有的core的入口一起指向kernel_entry，然后在该宏里分叉，boot
core 继续往下，其它的则不停的判断循环，直到boot core 唤醒之

setup_c0_status_pri # 设置cp0_status 寄存器

ARC64_TWIDDLE_PC # 除非 CONFIG_ARC64，否则为空操作

#ifdef CONFIG_MIPS_MT_SMTC
/*
* In SMTC kernel, "CLI" is thread-specific, in TCStatus.
* We still need to enable interrupts globally in Status,
* and clear EXL/ERL.
*
* TCContext is used to track interrupt levels under
* service in SMTC kernel. Clear for boot TC before
* allowing any interrupts.
*/
mtc0 zero, CP0_TCCONTEXT

mfc0 t0, CP0_STATUS
ori t0, t0, 0xff1f
xori t0, t0, 0x001e
mtc0 t0, CP0_STATUS
#endif /* CONFIG_MIPS_MT_SMTC */

PTR_LA t0, __bss_start # clear .bss
LONG_S zero, (t0)
PTR_LA t1, __bss_stop - LONGSIZE
1:
PTR_ADDIU t0, LONGSIZE
LONG_S zero, (t0)
bne t0, t1, 1b

LONG_S a0, fw_arg0 # firmware arguments
LONG_S a1, fw_arg1 # bootloader 会将要传给内核的参数
LONG_S a2, fw_arg2 写在 a0 ~ a4 里。此处为将参数保存
LONG_S a3, fw_arg3 在 fw_arg0 ~ fw_arg3 四个变量里

MTC0 zero, CP0_CONTEXT # clear context register
PTR_LA $28, init_thread_union # 初始化 gp，指向一个union，THREAD_SIZE
大小，最低处是一个thread_info 结构
PTR_LI sp, _THREAD_SIZE - 32 # _THREAD_SIZE = THREAD_SIZE
PTR_ADDU sp, $28 # sp 指向这个union结构的最高低32B处
set_saved_sp sp, t0, t1
PTR_SUBU sp, 4 * SZREG # init stack pointer

j start_kernel # gp, sp设好，可以进入 C 语言环境了 :)
END(kernel_entry)
</pre>

[include/asm-mips/thread_info.h]:

#define THREAD_SIZE (PAGE_SIZE << THREAD_SIZE_ORDER)

_THREAD_SIZE 是为预处理生成，与THREAD_SIZE 一致。

来看看 setup_c0_status_pri:

<pre>
.macro setup_c0_status_pri
#ifdef CONFIG_64BIT
setup_c0_status ST0_KX 0
#else
setup_c0_status 0 0 # CP0_Status[4:0] 置0，CU0 置1，其他位不变
#endif
.endm
</pre>

特别注意一直到 trap_init() 中的 per_cpu_trap_init()，CP0_Status[BEV] 一直为1。因此这个阶段异常的入口一直在0xFFFFFFFFBFC000200

<pre>
.macro setup_c0_status set clr
.set push
#ifdef CONFIG_MIPS_MT_SMTC
/*
* For SMTC, we need to set privilege and disable interrupts only for
* the current TC, using the TCStatus register.
*/
mfc0 t0, CP0_TCSTATUS
/* Fortunately CU 0 is in the same place in both registers */
/* Set TCU0, TMX, TKSU (for later inversion) and IXMT */
li t1, ST0_CU0 | 0x08001c00
or t0, t1
/* Clear TKSU, leave IXMT */
xori t0, 0x00001800
mtc0 t0, CP0_TCSTATUS
_ehb
/* We need to leave the global IE bit set, but clear EXL...*/
mfc0 t0, CP0_STATUS
or t0, ST0_CU0 | ST0_EXL | ST0_ERL | \set | \clr
xor t0, ST0_EXL | ST0_ERL | \clr
mtc0 t0, CP0_STATUS
#else
mfc0 t0, CP0_STATUS
or t0, ST0_CU0|\set|0x1f|\clr
xor t0, 0x1f|\clr
mtc0 t0, CP0_STATUS
.set noreorder
sll zero,3 # ehb
#endif
.set pop
.endm
</pre>

在完成 status, gp, fp 的设置后，直接跳转到 init/main.c 中的 start_kernel() ，开始了一个新的时代 ;)

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