Linux内核源码分析--内核启动之(1)zImage自解压过程（Linux-3.0 ARMv7） 【转】

转自：http://blog.chinaunix.net/uid-25909619-id-4938388.html

研究内核源码和内核运行原理的时候，很总要的一点是要了解内核的初始情况，也就是要了解内核启动过程。我在研究内核的内存管理的时候，想知道内核启动后的页表的放置，页表的初始化等信息，这促使我这次仔细地研究内核的启动代码。

CPU在bootloader的帮助下将内核载入到了内存中，并开始执行。当然，bootloader必须为zImage做好必要的准备：

 1． CPU 寄存器的设置： R0＝0；
R1＝Machine ID(即Machine Type Number，定义在linux/arch/arm/tools/mach-types)；
R2＝内核启动参数在 RAM 中起始基地址；
 2． CPU 模式： 必须禁止中断（IRQs和FIQs）；
CPU 必须 SVC 模式；
 3． Cache 和 MMU 的设置： MMU 必须关闭；
指令 Cache 可以打开也可以关闭；
数据 Cache 必须关闭；

载自：一、Boot Loader的概念和功能

知道内核zImage生成的朋友一定知道：真正的内核执行映像其实是在编译时生成arch/$(ARCH)/boot/文件夹中的Image文件（bin文件），而zImage其实是将这个可执行文件作为数据段包含在了自身中，而zImage的代码功能就是将这个数据（Image）正确地解压到编译时确定的位置中去，并跳到Image中运行。所以实现bootloader引导的压缩映像zImage的入口是由arch/arm /boot/compressed/vmlinux.lds决定的（这个文件是由vmlinux.lds.in生成的）。所以从vmlinux.lds.in中可以看出压缩映像的入口在哪：

  1. ......
  2. OUTPUT_ARCH(arm)
  3. ENTRY(_start)
  4. SECTIONS
  5. {
  6. /DISCARD/ : {
  7. *(.ARM.exidx*)
  8. *(.ARM.extab*)
  9. /*
  10. * Discard any r/w data - this produces a link error if we have any,
  11. * which is required for PIC decompression. Local data generates
  12. * GOTOFF relocations, which prevents it being relocated independently
  13. * of the text/got segments.
  14. */
  15. *(.data)
  16. }
  17. . = TEXT_START;
  18. _text = .;
  19. .text : {
  20. _start = .;
  21. *(.start)
  22. *(.text)
  23. ......

    我们可以在arch/arm/boot/compressed/head.S找到这个start入口，这样就可以从这里开始用代码分析的方法研究bootloader跳转到压缩内核映像后的自解压启动过程：

再看到MMU设置的时候，我只研究了armv7的指令。看这些代码，必须对ARM的MMU有一定的了解，建议参考ARMv7的构架手册和网上的一份PDF《ARM MMU中文详解》（就是ARM手册中MMU部分的翻译）

  1. /*
  2. * linux/arch/arm/boot/compressed/head.S
  3. *
  4. * Copyright (C) 1996-2002 Russell King
  5. * Copyright (C) 2004 Hyok S. Choi (MPU support)
  6. *
  7. * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  8. * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
  9. * published by the Free Software Foundation.
  10. */
  11. #include
  12. /*
  13. * 调试宏
  14. *
  15. * 注意：这些宏必须不包含那些非100%可重定位的代码
  16. * 任何试图这样做的结果是导致程序崩溃
  17. * 当打开调试时请选择以下一个使用
  18. */
  19. #ifdef DEBUG /* 调试宏-中间层 */
  20. #if defined(CONFIG_DEBUG_ICEDCC) /* 使用内部调试协处理器CP14 */
  21. #if defined(CONFIG_CPU_V6) || defined(CONFIG_CPU_V6K) || defined(CONFIG_CPU_V7)
  22. .macro loadsp, rb, tmp
  23. .endm
  24. .macro writeb, ch, rb
  25. mcr p14, 0, \ch, c0, c5, 0
  26. .endm
  27. #elif defined(CONFIG_CPU_XSCALE)
  28. .macro loadsp, rb, tmp
  29. .endm
  30. .macro writeb, ch, rb
  31. mcr p14, 0, \ch, c8, c0, 0
  32. .endm
  33. #else
  34. .macro loadsp, rb, tmp
  35. .endm
  36. .macro writeb, ch, rb
  37. mcr p14, 0, \ch, c1, c0, 0
  38. .endm
  39. #endif
  40. #else /* 使用串口作为调试通道 */
  41. #include /* 包含构架相关的的调试宏的汇编文件 调试宏-底层 */
  42. .macro writeb, ch, rb
  43. senduart \ch, \rb
  44. .endm
  45. #if defined(CONFIG_ARCH_SA1100)
  46. .macro loadsp, rb, tmp
  47. mov \rb, #0x80000000 @ physical base address
  48. #ifdef CONFIG_DEBUG_LL_SER3
  49. add \rb, \rb, #0x00050000 @ Ser3
  50. #else
  51. add \rb, \rb, #0x00010000 @ Ser1
  52. #endif
  53. .endm
  54. #elif defined(CONFIG_ARCH_S3C2410)
  55. .macro loadsp, rb, tmp
  56. mov \rb, #0x50000000
  57. add \rb, \rb, #0x4000 * CONFIG_S3C_LOWLEVEL_UART_PORT
  58. .endm
  59. #else
  60. .macro loadsp, rb, tmp
  61. addruart \rb, \tmp
  62. .endm
  63. #endif
  64. #endif
  65. #endif /* DEBUG */
  66. /* 调试宏-上层 */
  67. .macro kputc,val /* 打印字符 */
  68. mov r0, \val
  69. bl putc
  70. .endm
  71. .macro kphex,val,len /* 打印十六进制数 */
  72. mov r0, \val
  73. mov r1, #\len
  74. bl phex
  75. .endm
  76. .macro debug_reloc_start /* 重定位内核调试宏-开始 */
  77. #ifdef DEBUG
  78. kputc #‘\n‘
  79. kphex r6, 8 /* 处理器 id */
  80. kputc #‘:‘
  81. kphex r7, 8 /* 构架 id */
  82. #ifdef CONFIG_CPU_CP15
  83. kputc #‘:‘
  84. mrc p15, 0, r0, c1, c0
  85. kphex r0, 8 /* 控制寄存器 */
  86. #endif
  87. kputc #‘\n‘
  88. kphex r5, 8 /* 解压后的内核起始地址 */
  89. kputc #‘-‘
  90. kphex r9, 8 /* 解压后的内核结束地址 */
  91. kputc #‘>‘
  92. kphex r4, 8 /* 内核执行地址 */
  93. kputc #‘\n‘
  94. #endif
  95. .endm
  96. .macro debug_reloc_end /* 重定位内核调试宏-结束 */
  97. #ifdef DEBUG
  98. kphex r5, 8 /* 内核结束地址 */
  99. kputc #‘\n‘
  100. mov r0, r4
  101. bl memdump /* 打印内核起始处 256 字节 */
  102. #endif
  103. .endm
  104. .section ".start", #alloc, #execinstr
  105. /*
  106. * 清理不同的调用约定
  107. */
  108. .align
  109. .arm @ 启动总是进入ARM状态
  110. start:
  111. .type start,#function
  112. .rept 7
  113. mov r0, r0
  114. .endr
  115. ARM( mov r0, r0 )
  116. ARM( b 1f )
  117. THUMB( adr r12, BSYM(1f) )
  118. THUMB( bx r12 )
  119. .word 0x016f2818 @ 用于boot loader的魔数
  120. .word start @ 加载/运行zImage的绝对地址（编译时确定）
  121. .word _edata @ zImage结束地址
  122. THUMB( .thumb )
  123. 1: mov r7, r1 @ 保存构架ID到r7（此前由bootloader放入r1）
  124.    mov r8, r2 @ 保存内核启动参数地址到r8（此前由bootloader放入r2）
  125. #ifndef __ARM_ARCH_2__
  126. /*
  127. * 通过Angel调试器启动 - 必须进入 SVC模式且关闭FIQs/IRQs
  128. * (numeric definitions from angel arm.h source).
  129. * 如果进入时在user模式下，我们只需要做这些
  130. */
  131. mrs r2, cpsr @ 获取当前模式
  132. tst r2, #3 @ 判断是否是user模式
  133. bne not_angel
  134. mov r0, #0x17 @ angel_SWIreason_EnterSVC
  135. ARM( swi 0x123456 ) @ angel_SWI_ARM
  136. THUMB( svc 0xab ) @ angel_SWI_THUMB
  137. not_angel:
  138. mrs r2, cpsr @ 关闭中断
  139. orr r2, r2, #0xc0 @ 以保护调试器的运作
  140. msr cpsr_c, r2
  141. #else
  142. teqp pc, #0x0c000003 @ 关闭中断（此外bootloader已设置模式为SVC）
  143. #endif
  144. /*
  145. * 注意一些缓存的刷新和其他事务可能需要在这里完成
  146. * - is there an Angel SWI call for this?
  147. */
  148. /*
  149. * 一些构架的特定代码可以在这里被连接器插入，
  150. * 但是不应使用 r7（保存构架ID）, r8（保存内核启动参数地址）, and r9.
  151. */
  152. .text
  153. /*
  154. * 此处确定解压后的内核映像的绝对地址（物理地址），保存于r4
  155. * 由于配置的不同可能有的结果
  156. * （1）定义了CONFIG_AUTO_ZRELADDR
  157. *      ZRELADDR是已解压内核最终存放的物理地址
  158. *      如果AUTO_ZRELADDR被选择了, 这个地址将会在运行是确定：
  159. *      将当pc值和0xf8000000做与操作，
  160. *      并加上TEXT_OFFSET（内核最终存放的物理地址与内存起始的偏移）
  161. *      这里假定zImage被放在内存开始的128MB内
  162. * （2）没有定义CONFIG_AUTO_ZRELADDR
  163. *      直接使用zreladdr（此值位于arch/arm/mach-xxx/Makefile.boot文件确定）
  164. */
  165. #ifdef CONFIG_AUTO_ZRELADDR
  166. @ 确定内核映像地址
  167. mov r4, pc
  168. and r4, r4, #0xf8000000
  169. add r4, r4, #TEXT_OFFSET
  170. #else
  171. ldr r4, =zreladdr
  172. #endif
  173. bl cache_on /* 开启缓存（以及MMU） */
  174. restart: adr r0, LC0
  175. ldmia r0, {r1, r2, r3, r6, r10, r11, r12}
  176. ldr sp, [r0, #28]
  177. /*
  178. * 我们可能运行在一个与编译时定义的不同地址上，
  179. * 所以我们必须修正变量指针
  180. */
  181. sub r0, r0, r1 @ 计算偏移量
  182. add r6, r6, r0 @ 重新计算_edata
  183. add r10, r10, r0 @ 重新获得压缩后的内核大小数据位置
  184. /*
  185. * 内核编译系统将解压后的内核大小数据
  186. * 以小端格式
  187. * 附加在压缩数据的后面(其实是“gzip -f -9”命令的结果)
  188. * 下面代码的作用是将解压后的内核大小数据正确地放入r9中（避免了大小端问题）
  189. */
  190. ldrb r9, [r10, #0]
  191. ldrb lr, [r10, #1]
  192. orr r9, r9, lr, lsl #8
  193. ldrb lr, [r10, #2]
  194. ldrb r10, [r10, #3]
  195. orr r9, r9, lr, lsl #16
  196. orr r9, r9, r10, lsl #24
  197. /*
  198. * 下面代码的作用是将正确的当前执行映像的结束地址放入r10
  199. */
  200. #ifndef CONFIG_ZBOOT_ROM
  201. /* malloc 获取的内存空间位于重定向的栈指针之上 (64k max) */
  202. add sp, sp, r0
  203. add r10, sp, #0x10000
  204. #else
  205. /*
  206. * 如果定义了 ZBOOT_ROM， bss/stack 是非可重定位的,
  207. * 但有些人依然可以将其放在RAM中运行,
  208. * 这时我们可以参考 _edata.
  209. */
  210. mov r10, r6
  211. #endif
  212. /*
  213. * 检测我们是否会发生自我覆盖的问题
  214. * r4 = 解压后的内核起始地址（最终执行位置）
  215. * r9 = 解压后内核的大小
  216. * r10 = 当前执行映像的结束地址, 包含了 bss/stack/malloc 空间（假设是非XIP执行的）
  217. * 我们的基本需求是:
  218. * （若最终执行位置r4在当前映像之后）r4 - 16k 页目录 >= r10 -> OK
  219. * （若最终执行位置r4在当前映像之前）r4 + 解压后的内核大小 <= 当前位置 (pc) -> OK
  220. * 如果上面的条件不满足，就会自我覆盖，必须先搬运当前映像
  221. */
  222. add r10, r10, #16384
  223. cmp r4, r10         @ 假设最终执行位置r4在当前映像之后
  224. bhs wont_overwrite
  225. add r10, r4, r9     @ 假设最终执行位置r4在当前映像之前
  226. ARM( cmp r10, pc )  @ r10 = 解压后的内核结束地址
  227. THUMB( mov lr, pc )
  228. THUMB( cmp r10, lr )
  229. bls wont_overwrite
  230. /*
  231. * 将当前的映像重定向到解压后的内核之后（会发生自我覆盖时才执行，否则就被跳过）
  232. * r6 = _edata（已校正）
  233. * r10 = 解压后的内核结束地址
  234. * 因为我们要把当前映像向后移动, 所以我们必须由后往前复制代码，
  235. * 以防原数据和目标数据的重叠
  236. */
  237. /*
  238. * 将解压后的内核结束地址r10扩展（reloc_code_end - restart），
  239. * 并对齐到下一个256B边界。
  240. * 这样避免了当搬运的偏移较小时的自我覆盖
  241. */
  242. add r10, r10, #((reloc_code_end - restart + 256) & ~255)
  243. bic r10, r10, #255
  244. /* 获取需要搬运的当前映像的起始位置r5，并向下做32B对齐. */
  245. adr r5, restart
  246. bic r5, r5, #31
  247. sub r9, r6, r5 @ _edata - restart（已向下对齐）= 需要搬运的大小
  248. add r9, r9, #31
  249. bic r9, r9, #31 @ 做32B对齐 ，r9 = 需要搬运的大小
  250. add r6, r9, r5 @ r6 = 当前映像需要搬运的结束地址
  251. add r9, r9, r10 @ r9 = 当前映像搬运的目的地的结束地址
  252. /* 搬运当前执行映像，不包含 bss/stack/malloc 空间*/
  253. 1: ldmdb r6!, {r0 - r3, r10 - r12, lr}
  254. cmp r6, r5
  255. stmdb r9!, {r0 - r3, r10 - r12, lr}
  256. bhi 1b
  257. /* 保存偏移量，用来修改sp和实现代码跳转 */
  258. sub r6, r9, r6
  259. #ifndef CONFIG_ZBOOT_ROM
  260. /* cache_clean_flush 可能会使用栈，所以重定向sp指针 */
  261. add sp, sp, r6
  262. #endif
  263. bl cache_clean_flush @ 刷新缓存
  264. /* 通过搬运的偏移和当前的实际 restart 地址来实现代码跳转*/
  265. adr r0, BSYM(restart)
  266. add r0, r0, r6
  267. mov pc, r0
  268. /* 在上面的跳转之后，程序又从restart开始。
  269. * 但这次在检查自我覆盖的时候，新的执行位置必然满足
  270. * 最终执行位置r4在当前映像之前，r4 + 压缩后的内核大小 <= 当前位置 (pc)
  271. * 所以必然直接跳到了下面的wont_overwrite执行
  272. */
  273. wont_overwrite:
  274. /*
  275. * 如果delta（当前映像地址与编译时的地址偏移）为0, 我们运行的地址就是编译时确定的地址.
  276. * r0 = delta
  277. * r2 = BSS start（编译值）
  278. * r3 = BSS end（编译值）
  279. * r4 = 内核最终运行的物理地址
  280. * r7 = 构架ID(bootlodaer传递值)
  281. * r8 = 内核启动参数指针(bootlodaer传递值)
  282. * r11 = GOT start（编译值）
  283. * r12 = GOT end（编译值）
  284. * sp = stack pointer（修正值）
  285. */
  286. teq r0, #0 @测试delta值
  287. beq not_relocated @如果delta为0，无须对GOT表项和BSS进行重定位
  288. add r11, r11, r0 @重定位GOT start
  289. add r12, r12, r0 @重定位GOT end
  290. #ifndef CONFIG_ZBOOT_ROM
  291. /*
  292. * 如果内核配置 CONFIG_ZBOOT_ROM = n,
  293. * 我们必须修正BSS段的指针
  294. * 注意：sp已经被修正
  295. */
  296. add r2, r2, r0 @重定位BSS start
  297. add r3, r3, r0 @重定位BSS end
  298. /*
  299. * 重定位所有GOT表的入口项
  300. */
  301. 1: ldr r1, [r11, #0] @ 重定位GOT表的入口项
  302. add r1, r1, r0 @ 这个修正了 C 引用
  303. str r1, [r11], #4
  304. cmp r11, r12
  305. blo 1b
  306. #else
  307. /*
  308. * 重定位所有GOT表的入口项.
  309. * 我们只重定向在（已重定向后）BSS段外的入口
  310. */
  311. 1: ldr r1, [r11, #0] @ 重定位GOT表的入口项
  312. cmp r1, r2 @ entry < bss_start ||
  313. cmphs r3, r1 @ _end < entry table
  314. addlo r1, r1, r0 @ 这个修正了 C 引用
  315. str r1, [r11], #4
  316. cmp r11, r12
  317. blo 1b
  318. #endif
  319. /*
  320. * 至此当前映像的搬运和调整已经完成
  321. * 可以开始真正的工作的
  322. */
  323. not_relocated: mov r0, #0
  324. 1: str r0, [r2], #4 @ 清零 bss（初始化BSS段）
  325. str r0, [r2], #4
  326. str r0, [r2], #4
  327. str r0, [r2], #4
  328. cmp r2, r3
  329. blo 1b
  330. /*
  331. * C运行时环境已经充分建立.
  332. * 设置一些指针就可以解压内核了.
  333. * r4 = 内核最终运行的物理地址
  334. * r7 = 构架ID
  335. * r8 = 内核启动参数指针
  336. *
  337. * 下面对r0～r3的配置是decompress_kernel函数对应参数
  338. * r0 = 解压后的输出位置首地址
  339. * r1 = 可用RAM空间首地址
  340. * r2 = 可用RAM空间结束地址
  341. * r3 = 构架ID
  342. * 就是这个decompress_kernel（C函数）输出了"Uncompressing Linux..."
  343. * 以及" done, booting the kernel.\n"
  344. */
  345. mov r0, r4
  346. mov r1, sp @ malloc 获取的内存空间位于栈指针之上
  347. add r2, sp, #0x10000 @ 64k max
  348. mov r3, r7
  349. bl decompress_kernel
  350. /*
  351. * decompress_kernel(misc.c)--调用-->
  352. * do_decompress(decompress.c)--调用-->
  353. * decompress(../../../../lib/decompress_xxxx.c根据压缩方式的配置而不同)
  354. */
  355. /*
  356. * 以下是为跳入解压后的内核，再次做准备（恢复解压前的状态）
  357. */
  358. bl cache_clean_flush
  359. bl cache_off @ 数据缓存必须关闭（内核的要求）
  360. mov r0, #0 @ r0必须为0
  361. mov r1, r7 @ 恢复构架ID到r1
  362. mov r2, r8 @ 恢复内核启动参数指针到r2
  363. mov pc, r4 @ 跳入解压后的内核映像(Image)入口（arch/arm/kernel/head.S）
  364. /*
  365. * 以下是为了确定当前运行时的地址和编译时确定的地址偏差，
  366. * 而将编译时确定的映像数据保存如下，用于检测对比
  367. */
  368. .align 2
  369. .type LC0, #object
  370. LC0: .word LC0 @ r1
  371. .word __bss_start @ r2
  372. .word _end @ r3
  373. .word _edata @ r6
  374. .word input_data_end - 4 @ r10 (inflated size location)
  375. .word _got_start @ r11
  376. .word _got_end @ ip
  377. .word .L_user_stack_end @ sp
  378. .size LC0, . - LC0
  379. #ifdef CONFIG_ARCH_RPC
  380. .globl params
  381. params: ldr r0, =0x10000100 @ params_phys for RPC
  382. mov pc, lr
  383. .ltorg
  384. .align
  385. #endif
  386. /*
  387. * 开启缓存.
  388. * 我们必须创建页表（并开启MMU）才可以开启数据和指令缓存。
  389. * 我们把页表（节描述符）放在内核执行地址前16k（0x4000）的空间中,
  390. * 且我们希望没人会去用这段地址空间.
  391. * 如果我们使用了,可能会出问题的!
  392. *
  393. * 进入时,
  394. * r4 = 内核最终运行的物理地址
  395. * r7 = 构架ID
  396. * r8 = 内核启动参数指针
  397. * 退出时,
  398. * r0, r1, r2, r3, r9, r10, r12 被修改
  399. * 此例程必须保护:
  400. * r4, r7, r8
  401. */
  402. .align 5
  403. cache_on: mov r3, #8 @ 调用cache_on 函数
  404. b call_cache_fn
  405. /*
  406. * Initialize the highest priority protection region, PR7
  407. * to cover all 32bit address and cacheable and bufferable.
  408. */
  409. __armv4_mpu_cache_on:
  410. mov r0, #0x3f @ 4G, the whole
  411. mcr p15, 0, r0, c6, c7, 0 @ PR7 Area Setting
  412. mcr p15, 0, r0, c6, c7, 1
  413. mov r0, #0x80 @ PR7
  414. mcr p15, 0, r0, c2, c0, 0 @ D-cache on
  415. mcr p15, 0, r0, c2, c0, 1 @ I-cache on
  416. mcr p15, 0, r0, c3, c0, 0 @ write-buffer on
  417. mov r0, #0xc000
  418. mcr p15, 0, r0, c5, c0, 1 @ I-access permission
  419. mcr p15, 0, r0, c5, c0, 0 @ D-access permission
  420. mov r0, #0
  421. mcr p15, 0, r0, c7, c10, 4 @ drain write buffer
  422. mcr p15, 0, r0, c7, c5, 0 @ flush(inval) I-Cache
  423. mcr p15, 0, r0, c7, c6, 0 @ flush(inval) D-Cache
  424. mrc p15, 0, r0, c1, c0, 0 @ read control reg
  425. @ ...I .... ..D. WC.M
  426. orr r0, r0, #0x002d @ .... .... ..1. 11.1
  427. orr r0, r0, #0x1000 @ ...1 .... .... ....
  428. mcr p15, 0, r0, c1, c0, 0 @ write control reg
  429. mov r0, #0
  430. mcr p15, 0, r0, c7, c5, 0 @ flush(inval) I-Cache
  431. mcr p15, 0, r0, c7, c6, 0 @ flush(inval) D-Cache
  432. mov pc, lr
  433. __armv3_mpu_cache_on:
  434. mov r0, #0x3f @ 4G, the whole
  435. mcr p15, 0, r0, c6, c7, 0 @ PR7 Area Setting
  436. mov r0, #0x80 @ PR7
  437. mcr p15, 0, r0, c2, c0, 0 @ cache on
  438. mcr p15, 0, r0, c3, c0, 0 @ write-buffer on
  439. mov r0, #0xc000
  440. mcr p15, 0, r0, c5, c0, 0 @ access permission
  441. mov r0, #0
  442. mcr p15, 0, r0, c7, c0, 0 @ invalidate whole cache v3
  443. /*
  444. * ?? ARMv3 MMU does not allow reading the control register,
  445. * does this really work on ARMv3 MPU?
  446. */
  447. mrc p15, 0, r0, c1, c0, 0 @ read control reg
  448. @ .... .... .... WC.M
  449. orr r0, r0, #0x000d @ .... .... .... 11.1
  450. /* ?? this overwrites the value constructed above? */
  451. mov r0, #0
  452. mcr p15, 0, r0, c1, c0, 0 @ write control reg
  453. /* ?? invalidate for the second time? */
  454. mcr p15, 0, r0, c7, c0, 0 @ invalidate whole cache v3
  455. mov pc, lr
  456. /*
  457. * 初始化MMU页表
  458. * 内核最终运行的物理地址向下16K的空间
  459. * 存放可以寻址4G空间节描述符
  460. * （16KB/4B=4K个描述符，每个描述符映射1MB空间，4K*1MB = 4GB）
  461. * 进入时,
  462. * r4 = 内核最终运行的物理地址
  463. * r7 = 构架ID
  464. * r8 = 内核启动参数指针
  465. * 退出时,
  466. * r0, r1, r2, r3, r9, r10 被修改
  467. * 此例程必须保护:
  468. * r4, r7, r8
  469. */
  470. __setup_mmu: sub r3, r4, #16384 @ 页目录大小为16K
  471. bic r3, r3, #0xff @ 页目录指针向下对齐
  472. bic r3, r3, #0x3f00 @ 对齐方式-16KB
  473. /*
  474. * 对于这个对齐，是MMU硬件的要求
  475. * 转换表基址寄存器（CP15的寄存器2）保存着第一级转换表基址的物理地址。
  476. * 只有bits[31:14]有效，bits[13:0]应该是零（SBZ）。
  477. * 所以第一级表必须16KB对齐。
  478. */
  479. /*
  480. * 初始化页表, 仅针对RAM（最大到256MB）开启
  481. * 缓存（cacheable）和缓冲（bufferable）位
  482. * r3 = 页目录基址(内核最终运行的物理地址向下16K的位置)
  483. */
  484. mov r0, r3 @ 页目录指针给r0
  485. mov r9, r0, lsr #18
  486. mov r9, r9, lsl #18 @ 通过移位清零低18bit，得到RAM基地址（推测值,r9）
  487. add r10, r9, #0x10000000 @ 加一个合理的RAM大小（猜测值） = RAM结束地址（猜测值,r10）
  488. mov r1, #0x12
  489. orr r1, r1, #3 << 10 @ 初始化节描述符r1 = 0b110000010010(完全访问:0域:XN:节)
  490. add r2, r3, #16384 @ r2 = 内核最终运行的物理地址（可能）
  491. 1: cmp r1, r9 @ if virt > start of RAM（针对RAM开启缓存和缓冲）
  492. #ifdef CONFIG_CPU_DCACHE_WRITETHROUGH
  493. orrhs r1, r1, #0x08 @ 设置 cacheable
  494. #else
  495. orrhs r1, r1, #0x0c @ 设置 cacheable, bufferable
  496. #endif
  497. cmp r1, r10 @ if virt > end of RAM
  498. bichs r1, r1, #0x0c @ 清除 cacheable, bufferable
  499. str r1, [r0], #4 @ 设置节描述符-1:1 映射（虚拟地址 == 物理地址）
  500. add r1, r1, #1048576 @ r1 + 1MB（每节管理的地址长度）下一个节描述符
  501. teq r0, r2
  502. bne 1b
  503. /*
  504. * 如果我们在flash中运行, 那么我们一定要为我们当前的代码开启缓存。
  505. * 我们映射2MB的代码，
  506. * 所以对于多达1MB压缩的内核没有映射重叠的问题？？
  507. * 如果我们在RAM中运行, 那么我们只需要完成上面的工作即可，下面重复了.
  508. */
  509. mov r1, #0x1e
  510. orr r1, r1, #3 << 10 @ 初始化节描述符r1 = 0b110000011110(完全访问:0域:XN:cacheable:bufferable:节)
  511. mov r2, pc
  512. mov r2, r2, lsr #20 @ 当前执行地址的节基址
  513. orr r1, r1, r2, lsl #20 @ 生成节描述符
  514. add r0, r3, r2, lsl #2 @ 获得页目录中相应的入口
  515. str r1, [r0], #4 @ 设置节描述符-1:1 映射（虚拟地址 == 物理地址）
  516. add r1, r1, #1048576 @ r1 + 1MB（每节管理的地址长度）下一个节描述符
  517. str r1, [r0] @ 设置节描述符（只做2MB映射）
  518. mov pc, lr
  519. ENDPROC(__setup_mmu)
  520. __arm926ejs_mmu_cache_on:
  521. #ifdef CONFIG_CPU_DCACHE_WRITETHROUGH
  522. mov r0, #4 @ put dcache in WT mode
  523. mcr p15, 7, r0, c15, c0, 0
  524. #endif
  525. __armv4_mmu_cache_on:
  526. mov r12, lr
  527. #ifdef CONFIG_MMU
  528. bl __setup_mmu
  529. mov r0, #0
  530. mcr p15, 0, r0, c7, c10, 4 @ drain write buffer
  531. mcr p15, 0, r0, c8, c7, 0 @ flush I,D TLBs
  532. mrc p15, 0, r0, c1, c0, 0 @ read control reg
  533. orr r0, r0, #0x5000 @ I-cache enable, RR cache replacement
  534. orr r0, r0, #0x0030
  535. #ifdef CONFIG_CPU_ENDIAN_BE8
  536. orr r0, r0, #1 << 25 @ big-endian page tables
  537. #endif
  538. bl __common_mmu_cache_on
  539. mov r0, #0
  540. mcr p15, 0, r0, c8, c7, 0 @ flush I,D TLBs
  541. #endif
  542. mov pc, r12
  543. __armv7_mmu_cache_on:
  544. mov r12, lr @保存lr到r12
  545. #ifdef CONFIG_MMU
  546. mrc p15, 0, r11, c0, c1, 4 @ 读取CP15的ID_MMFR0（内存模块特性）寄存器
  547. tst r11, #0xf @ 测试VMSA（虚拟内存系统构架）A8 = 0x3
  548. blne __setup_mmu @ 如果VMSA不是0xf，就进入mmu页表初始化（节模式）
  549. mov r0, #0
  550. mcr p15, 0, r0, c7, c10, 4 @ 数据内存屏障（保证上面的写操作完成才继续）
  551. tst r11, #0xf @ 测试VMSA（虚拟内存系统构架）A8 = 0x3
  552. mcrne p15, 0, r0, c8, c7, 0 @ flush I,D TLBs缓存
  553. #endif
  554. mrc p15, 0, r0, c1, c0, 0 @ 读系统控制寄存器
  555. orr r0, r0, #0x5000 @ I-cache 使能, RR cache replacement
  556. orr r0, r0, #0x003c @ write buffer
  557. #ifdef CONFIG_MMU
  558. #ifdef CONFIG_CPU_ENDIAN_BE8
  559. orr r0, r0, #1 << 25 @ 大端模式页表
  560. #endif
  561. orrne r0, r0, #1 @ 设置MMU 开启位
  562. movne r1, #-1
  563. mcrne p15, 0, r3, c2, c0, 0 @ 载入页表基址到TTBR0
  564. mcrne p15, 0, r1, c3, c0, 0 @ 载入域访问控制数据到DACR（所有域都是Manager，所以XN会被忽略）
  565. #endif
  566. mcr p15, 0, r0, c1, c0, 0 @ 写系统控制寄存器
  567. mrc p15, 0, r0, c1, c0, 0 @ 回读系统控制寄存器
  568. mov r0, #0
  569. mcr p15, 0, r0, c7, c5, 4 @ 指令同步屏障（确保上面指令完成才返回）
  570. mov pc, r12 @ 此处返回（此时MMU已启用，RAM缓存已开启）
  571. __fa526_cache_on:
  572. mov r12, lr
  573. bl __setup_mmu
  574. mov r0, #0
  575. mcr p15, 0, r0, c7, c7, 0 @ Invalidate whole cache
  576. mcr p15, 0, r0, c7, c10, 4 @ drain write buffer
  577. mcr p15, 0, r0, c8, c7, 0 @ flush UTLB
  578. mrc p15, 0, r0, c1, c0, 0 @ read control reg
  579. orr r0, r0, #0x1000 @ I-cache enable
  580. bl __common_mmu_cache_on
  581. mov r0, #0
  582. mcr p15, 0, r0, c8, c7, 0 @ flush UTLB
  583. mov pc, r12
  584. __arm6_mmu_cache_on:
  585. mov r12, lr
  586. bl __setup_mmu
  587. mov r0, #0
  588. mcr p15, 0, r0, c7, c0, 0 @ invalidate whole cache v3
  589. mcr p15, 0, r0, c5, c0, 0 @ invalidate whole TLB v3
  590. mov r0, #0x30
  591. bl __common_mmu_cache_on
  592. mov r0, #0
  593. mcr p15, 0, r0, c5, c0, 0 @ invalidate whole TLB v3
  594. mov pc, r12
  595. __common_mmu_cache_on:
  596. #ifndef CONFIG_THUMB2_KERNEL
  597. #ifndef DEBUG
  598. orr r0, r0, #0x000d @ Write buffer, mmu
  599. #endif
  600. mov r1, #-1
  601. mcr p15, 0, r3, c2, c0, 0 @ load page table pointer
  602. mcr p15, 0, r1, c3, c0, 0 @ load domain access control
  603. b 1f
  604. .align 5 @ cache line aligned
  605. 1: mcr p15, 0, r0, c1, c0, 0 @ load control register
  606. mrc p15, 0, r0, c1, c0, 0 @ and read it back to
  607. sub pc, lr, r0, lsr #32 @ properly flush pipeline
  608. #endif
  609. #define PROC_ENTRY_SIZE (4*5)
  610. /*
  611. * 这里是为不同的处理器提供遵循可重定向缓存支持的函数
  612. * 这是一个通用的为 定位入口 和 跳入一个（从块起始处到）特定偏移的指令 的钩子函数。
  613. * 请注意这是一个位置无关代码。
  614. *
  615. * r1 = 被修改
  616. * r2 = 被修改
  617. * r3 = 相对每个入口的功能函数位置偏移（on:#08|off:#12|flush:#16）
  618. * r9 = 被修改
  619. * r12 = 被修改
  620. */
  621. call_cache_fn: adr r12, proc_types
  622. #ifdef CONFIG_CPU_CP15
  623. mrc p15, 0, r9, c0, c0 @ 动态获取处理器ID
  624. #else
  625. ldr r9, =CONFIG_PROCESSOR_ID @ 使用预编译的处理器ID
  626. #endif
  627. 1: ldr r1, [r12, #0] @ 获取ID值
  628. ldr r2, [r12, #4] @ 获取对应的掩码
  629. eor r1, r1, r9 @ (real ^ match) 检测是否匹配
  630. tst r1, r2 @ & mask 将检测结果做掩码
  631. ARM( addeq pc, r12, r3 ) @ 如果匹配就调用缓存函数
  632. THUMB( addeq r12, r3 )
  633. THUMB( moveq pc, r12 ) @ call cache function
  634. add r12, r12, #PROC_ENTRY_SIZE @ 如果不匹配就跳过这个入口，进入下个测试
  635. b 1b
  636. /*
  637. * 缓存操作表. 这些是最基本的:
  638. * - CPU ID 匹配
  639. * - CPU ID 掩码
  640. * - ‘cache on‘ 方法代码
  641. * - ‘cache off‘ 方法代码
  642. * - ‘cache flush‘ 方法代码
  643. *
  644. * 我们通过这个公式匹配入口: ((real_id ^ match) & mask) == 0
  645. *
  646. * 写通式缓存一般只需要 ‘on‘ 和 ‘off‘ 方法
  647. * 回写式缓存必须有 flush 方法定义
  648. *
  649. */
  650. .align 2
  651. .type proc_types,#object
  652. proc_types:
  653. .word 0x41560600 @ ARM6/610
  654. .word 0xffffffe0
  655. W(b) __arm6_mmu_cache_off @ 可以使用但是较慢
  656. W(b) __arm6_mmu_cache_off
  657. mov pc, lr
  658. THUMB( nop )
  659. @ b __arm6_mmu_cache_on @ 未测试
  660. @ b __arm6_mmu_cache_off
  661. @ b __armv3_mmu_cache_flush
  662. .word 0x00000000 @ old ARM ID
  663. .word 0x0000f000
  664. mov pc, lr
  665. THUMB( nop )
  666. mov pc, lr
  667. THUMB( nop )
  668. mov pc, lr
  669. THUMB( nop )
  670. .word 0x41007000 @ ARM7/710
  671. .word 0xfff8fe00
  672. W(b) __arm7_mmu_cache_off
  673. W(b) __arm7_mmu_cache_off
  674. mov pc, lr
  675. THUMB( nop )
  676. .word 0x41807200 @ ARM720T (写通式)
  677. .word 0xffffff00
  678. W(b) __armv4_mmu_cache_on
  679. W(b) __armv4_mmu_cache_off
  680. mov pc, lr
  681. THUMB( nop )
  682. .word 0x41007400 @ ARM74x
  683. .word 0xff00ff00
  684. W(b) __armv3_mpu_cache_on
  685. W(b) __armv3_mpu_cache_off
  686. W(b) __armv3_mpu_cache_flush
  687. .word 0x41009400 @ ARM94x
  688. .word 0xff00ff00
  689. W(b) __armv4_mpu_cache_on
  690. W(b) __armv4_mpu_cache_off
  691. W(b) __armv4_mpu_cache_flush
  692. .word 0x41069260 @ ARM926EJ-S (v5TEJ)
  693. .word 0xff0ffff0
  694. W(b) __arm926ejs_mmu_cache_on
  695. W(b) __armv4_mmu_cache_off
  696. W(b) __armv5tej_mmu_cache_flush
  697. .word 0x00007000 @ ARM7 IDs
  698. .word 0x0000f000
  699. mov pc, lr
  700. THUMB( nop )
  701. mov pc, lr
  702. THUMB( nop )
  703. mov pc, lr
  704. THUMB( nop )
  705. @ 以下使用新的 ID 系统.
  706. .word 0x4401a100 @ sa110 / sa1100
  707. .word 0xffffffe0
  708. W(b) __armv4_mmu_cache_on
  709. W(b) __armv4_mmu_cache_off
  710. W(b) __armv4_mmu_cache_flush
  711. .word 0x6901b110 @ sa1110
  712. .word 0xfffffff0
  713. W(b) __armv4_mmu_cache_on
  714. W(b) __armv4_mmu_cache_off
  715. W(b) __armv4_mmu_cache_flush
  716. .word 0x56056900
  717. .word 0xffffff00 @ PXA9xx
  718. W(b) __armv4_mmu_cache_on
  719. W(b) __armv4_mmu_cache_off
  720. W(b) __armv4_mmu_cache_flush
  721. .word 0x56158000 @ PXA168
  722. .word 0xfffff000
  723. W(b) __armv4_mmu_cache_on
  724. W(b) __armv4_mmu_cache_off
  725. W(b) __armv5tej_mmu_cache_flush
  726. .word 0x56050000 @ Feroceon
  727. .word 0xff0f0000
  728. W(b) __armv4_mmu_cache_on
  729. W(b) __armv4_mmu_cache_off
  730. W(b) __armv5tej_mmu_cache_flush
  731. #ifdef CONFIG_CPU_FEROCEON_OLD_ID
  732. /* this conflicts with the standard ARMv5TE entry */
  733. .long 0x41009260 @ Old Feroceon
  734. .long 0xff00fff0
  735. b __armv4_mmu_cache_on
  736. b __armv4_mmu_cache_off
  737. b __armv5tej_mmu_cache_flush
  738. #endif
  739. .word 0x66015261 @ FA526
  740. .word 0xff01fff1
  741. W(b) __fa526_cache_on
  742. W(b) __armv4_mmu_cache_off
  743. W(b) __fa526_cache_flush
  744. @ 这些匹配构架ID
  745. .word 0x00020000 @ ARMv4T
  746. .word 0x000f0000
  747. W(b) __armv4_mmu_cache_on
  748. W(b) __armv4_mmu_cache_off
  749. W(b) __armv4_mmu_cache_flush
  750. .word 0x00050000 @ ARMv5TE
  751. .word 0x000f0000
  752. W(b) __armv4_mmu_cache_on
  753. W(b) __armv4_mmu_cache_off
  754. W(b) __armv4_mmu_cache_flush
  755. .word 0x00060000 @ ARMv5TEJ
  756. .word 0x000f0000
  757. W(b) __armv4_mmu_cache_on
  758. W(b) __armv4_mmu_cache_off
  759. W(b) __armv5tej_mmu_cache_flush
  760. .word 0x0007b000 @ ARMv6
  761. .word 0x000ff000
  762. W(b) __armv4_mmu_cache_on
  763. W(b) __armv4_mmu_cache_off
  764. W(b) __armv6_mmu_cache_flush
  765. .word 0x000f0000 @ new CPU Id
  766. .word 0x000f0000
  767. W(b) __armv7_mmu_cache_on
  768. W(b) __armv7_mmu_cache_off
  769. W(b) __armv7_mmu_cache_flush
  770. .word 0 @ 未识别类型
  771. .word 0
  772. mov pc, lr
  773. THUMB( nop )
  774. mov pc, lr
  775. THUMB( nop )
  776. mov pc, lr
  777. THUMB( nop )
  778. .size proc_types, . - proc_types
  779. /*
  780. * 如果你获得了一个 "非常量的表达式".如果汇编器从这行返回" 申明"错误
  781. * 请检查下你是否偶尔在应该使用“W(b)”的地方写了"b"指令
  782. * 这是一个缓存方法跳转表的对齐检查机制
  783. * 在写汇编的时候可以借鉴
  784. */
  785. .if (. - proc_types) % PROC_ENTRY_SIZE != 0
  786. .error "The size of one or more proc_types entries is wrong."
  787. .endif
  788. /*
  789. * 关闭缓存和MMU. ARMv3不支持控制寄存器的读取，
  790. * 但ARMv4支持.
  791. *
  792. * 在退出时,
  793. * r0, r1, r2, r3, r9, r12 被篡改
  794. * 这个例程必须保护:
  795. * r4, r7, r8
  796. */
  797. .align 5
  798. cache_off: mov r3, #12 @ 缓存关闭函数
  799. b call_cache_fn
  800. __armv4_mpu_cache_off:
  801. mrc p15, 0, r0, c1, c0
  802. bic r0, r0, #0x000d
  803. mcr p15, 0, r0, c1, c0 @ turn MPU and cache off
  804. mov r0, #0
  805. mcr p15, 0, r0, c7, c10, 4 @ drain write buffer
  806. mcr p15, 0, r0, c7, c6, 0 @ flush D-Cache
  807. mcr p15, 0, r0, c7, c5, 0 @ flush I-Cache
  808. mov pc, lr
  809. __armv3_mpu_cache_off:
  810. mrc p15, 0, r0, c1, c0
  811. bic r0, r0, #0x000d
  812. mcr p15, 0, r0, c1, c0, 0 @ turn MPU and cache off
  813. mov r0, #0
  814. mcr p15, 0, r0, c7, c0, 0 @ invalidate whole cache v3
  815. mov pc, lr
  816. __armv4_mmu_cache_off:
  817. #ifdef CONFIG_MMU
  818. mrc p15, 0, r0, c1, c0
  819. bic r0, r0, #0x000d
  820. mcr p15, 0, r0, c1, c0 @ turn MMU and cache off
  821. mov r0, #0
  822. mcr p15, 0, r0, c7, c7 @ invalidate whole cache v4
  823. mcr p15, 0, r0, c8, c7 @ invalidate whole TLB v4
  824. #endif
  825. mov pc, lr
  826. __armv7_mmu_cache_off:
  827. mrc p15, 0, r0, c1, c0 @ 读取系统控制寄存器SCTLR
  828. #ifdef CONFIG_MMU
  829. bic r0, r0, #0x000d @ 清零MMU和cache使能位
  830. #else
  831. bic r0, r0, #0x000c @ 清零cache使能位
  832. #endif
  833. mcr p15, 0, r0, c1, c0 @ 关闭MMU和cache
  834. mov r12, lr @ 保存lr到r12
  835. bl __armv7_mmu_cache_flush
  836. mov r0, #0
  837. #ifdef CONFIG_MMU
  838. mcr p15, 0, r0, c8, c7, 0 @ 废止整个TLB
  839. #endif
  840. mcr p15, 0, r0, c7, c5, 6 @ 废止BTC
  841. mcr p15, 0, r0, c7, c10, 4 @ 数据同步屏障
  842. mcr p15, 0, r0, c7, c5, 4 @ 指令同步屏障（确保上面指令完成才返回）
  843. mov pc, r12
  844. __arm6_mmu_cache_off:
  845. mov r0, #0x00000030 @ ARM6 control reg.
  846. b __armv3_mmu_cache_off
  847. __arm7_mmu_cache_off:
  848. mov r0, #0x00000070 @ ARM7 control reg.
  849. b __armv3_mmu_cache_off
  850. __armv3_mmu_cache_off:
  851. mcr p15, 0, r0, c1, c0, 0 @ turn MMU and cache off
  852. mov r0, #0
  853. mcr p15, 0, r0, c7, c0, 0 @ invalidate whole cache v3
  854. mcr p15, 0, r0, c5, c0, 0 @ invalidate whole TLB v3
  855. mov pc, lr
  856. /*
  857. * 清空和flush缓存以保持一致性
  858. *
  859. * 退出时,
  860. * r1, r2, r3, r9, r10, r11, r12 被篡改
  861. * 这个例程必须保护:
  862. * r4, r6, r7, r8
  863. */
  864. .align 5
  865. cache_clean_flush:
  866. mov r3, #16
  867. b call_cache_fn
  868. __armv4_mpu_cache_flush:
  869. mov r2, #1
  870. mov r3, #0
  871. mcr p15, 0, ip, c7, c6, 0 @ invalidate D cache
  872. mov r1, #7 << 5 @ 8 segments
  873. 1: orr r3, r1, #63 << 26 @ 64 entries
  874. 2: mcr p15, 0, r3, c7, c14, 2 @ clean & invalidate D index
  875. subs r3, r3, #1 << 26
  876. bcs 2b @ entries 63 to 0
  877. subs r1, r1, #1 << 5
  878. bcs 1b @ segments 7 to 0
  879. teq r2, #0
  880. mcrne p15, 0, ip, c7, c5, 0 @ invalidate I cache
  881. mcr p15, 0, ip, c7, c10, 4 @ drain WB
  882. mov pc, lr
  883. __fa526_cache_flush:
  884. mov r1, #0
  885. mcr p15, 0, r1, c7, c14, 0 @ clean and invalidate D cache
  886. mcr p15, 0, r1, c7, c5, 0 @ flush I cache
  887. mcr p15, 0, r1, c7, c10, 4 @ drain WB
  888. mov pc, lr
  889. __armv6_mmu_cache_flush:
  890. mov r1, #0
  891. mcr p15, 0, r1, c7, c14, 0 @ clean+invalidate D
  892. mcr p15, 0, r1, c7, c5, 0 @ invalidate I+BTB
  893. mcr p15, 0, r1, c7, c15, 0 @ clean+invalidate unified
  894. mcr p15, 0, r1, c7, c10, 4 @ drain WB
  895. mov pc, lr
  896. __armv7_mmu_cache_flush:
  897. mrc p15, 0, r10, c0, c1, 5 @ read ID_MMFR1
  898. tst r10, #0xf << 16 @ hierarchical cache (ARMv7)
  899. mov r10, #0
  900. beq hierarchical
  901. mcr p15, 0, r10, c7, c14, 0 @ clean+invalidate D
  902. b iflush
  903. hierarchical:
  904. mcr p15, 0, r10, c7, c10, 5 @ DMB
  905. stmfd sp!, {r0-r7, r9-r11}
  906. mrc p15, 1, r0, c0, c0, 1 @ read clidr
  907. ands r3, r0, #0x7000000 @ extract loc from clidr
  908. mov r3, r3, lsr #23 @ left align loc bit field
  909. beq finished @ if loc is 0, then no need to clean
  910. mov r10, #0 @ start clean at cache level 0
  911. loop1:
  912. add r2, r10, r10, lsr #1 @ work out 3x current cache level
  913. mov r1, r0, lsr r2 @ extract cache type bits from clidr
  914. and r1, r1, #7 @ mask of the bits for current cache only
  915. cmp r1, #2 @ see what cache we have at this level
  916. blt skip @ skip if no cache, or just i-cache
  917. mcr p15, 2, r10, c0, c0, 0 @ select current cache level in cssr
  918. mcr p15, 0, r10, c7, c5, 4 @ isb to sych the new cssr&csidr
  919. mrc p15, 1, r1, c0, c0, 0 @ read the new csidr
  920. and r2, r1, #7 @ extract the length of the cache lines
  921. add r2, r2, #4 @ add 4 (line length offset)
  922. ldr r4, =0x3ff
  923. ands r4, r4, r1, lsr #3 @ find maximum number on the way size
  924. clz r5, r4 @ find bit position of way size increment
  925. ldr r7, =0x7fff
  926. ands r7, r7, r1, lsr #13 @ extract max number of the index size
  927. loop2:
  928. mov r9, r4 @ create working copy of max way size
  929. loop3:
  930. ARM( orr r11, r10, r9, lsl r5 ) @ factor way and cache number into r11
  931. ARM( orr r11, r11, r7, lsl r2 ) @ factor index number into r11
  932. THUMB( lsl r6, r9, r5 )
  933. THUMB( orr r11, r10, r6 ) @ factor way and cache number into r11
  934. THUMB( lsl r6, r7, r2 )
  935. THUMB( orr r11, r11, r6 ) @ factor index number into r11
  936. mcr p15, 0, r11, c7, c14, 2 @ clean & invalidate by set/way
  937. subs r9, r9, #1 @ decrement the way
  938. bge loop3
  939. subs r7, r7, #1 @ decrement the index
  940. bge loop2
  941. skip:
  942. add r10, r10, #2 @ increment cache number
  943. cmp r3, r10
  944. bgt loop1
  945. finished:
  946. ldmfd sp!, {r0-r7, r9-r11}
  947. mov r10, #0 @ swith back to cache level 0
  948. mcr p15, 2, r10, c0, c0, 0 @ select current cache level in cssr
  949. iflush:
  950. mcr p15, 0, r10, c7, c10, 4 @ DSB
  951. mcr p15, 0, r10, c7, c5, 0 @ invalidate I+BTB
  952. mcr p15, 0, r10, c7, c10, 4 @ DSB
  953. mcr p15, 0, r10, c7, c5, 4 @ ISB
  954. mov pc, lr
  955. __armv5tej_mmu_cache_flush:
  956. 1: mrc p15, 0, r15, c7, c14, 3 @ test,clean,invalidate D cache
  957. bne 1b
  958. mcr p15, 0, r0, c7, c5, 0 @ flush I cache
  959. mcr p15, 0, r0, c7, c10, 4 @ drain WB
  960. mov pc, lr
  961. __armv4_mmu_cache_flush:
  962. mov r2, #64*1024 @ default: 32K dcache size (*2)
  963. mov r11, #32 @ default: 32 byte line size
  964. mrc p15, 0, r3, c0, c0, 1 @ read cache type
  965. teq r3, r9 @ cache ID register present?
  966. beq no_cache_id
  967. mov r1, r3, lsr #18
  968. and r1, r1, #7
  969. mov r2, #1024
  970. mov r2, r2, lsl r1 @ base dcache size *2
  971. tst r3, #1 << 14 @ test M bit
  972. addne r2, r2, r2, lsr #1 @ +1/2 size if M == 1
  973. mov r3, r3, lsr #12
  974. and r3, r3, #3
  975. mov r11, #8
  976. mov r11, r11, lsl r3 @ cache line size in bytes
  977. no_cache_id:
  978. mov r1, pc
  979. bic r1, r1, #63 @ align to longest cache line
  980. add r2, r1, r2
  981. 1:
  982. ARM( ldr r3, [r1], r11 ) @ s/w flush D cache
  983. THUMB( ldr r3, [r1] ) @ s/w flush D cache
  984. THUMB( add r1, r1, r11 )
  985. teq r1, r2
  986. bne 1b
  987. mcr p15, 0, r1, c7, c5, 0 @ flush I cache
  988. mcr p15, 0, r1, c7, c6, 0 @ flush D cache
  989. mcr p15, 0, r1, c7, c10, 4 @ drain WB
  990. mov pc, lr
  991. __armv3_mmu_cache_flush:
  992. __armv3_mpu_cache_flush:
  993. mov r1, #0
  994. mcr p15, 0, r1, c7, c0, 0 @ invalidate whole cache v3
  995. mov pc, lr
  996. /*
  997. * Various debugging routines for printing hex characters and
  998. * memory, which again must be relocatable.
  999. */
  1000. #ifdef DEBUG
  1001. .align 2
  1002. .type phexbuf,#object
  1003. phexbuf: .space 12
  1004. .size phexbuf, . - phexbuf
  1005. @ phex corrupts {r0, r1, r2, r3}
  1006. phex: adr r3, phexbuf
  1007. mov r2, #0
  1008. strb r2, [r3, r1]
  1009. 1: subs r1, r1, #1
  1010. movmi r0, r3
  1011. bmi puts
  1012. and r2, r0, #15
  1013. mov r0, r0, lsr #4
  1014. cmp r2, #10
  1015. addge r2, r2, #7
  1016. add r2, r2, #‘0‘
  1017. strb r2, [r3, r1]
  1018. b 1b
  1019. @ puts corrupts {r0, r1, r2, r3}
  1020. puts: loadsp r3, r1
  1021. 1: ldrb r2, [r0], #1
  1022. teq r2, #0
  1023. moveq pc, lr
  1024. 2: writeb r2, r3
  1025. mov r1, #0x00020000
  1026. 3: subs r1, r1, #1
  1027. bne 3b
  1028. teq r2, #‘\n‘
  1029. moveq r2, #‘\r‘
  1030. beq 2b
  1031. teq r0, #0
  1032. bne 1b
  1033. mov pc, lr
  1034. @ putc corrupts {r0, r1, r2, r3}
  1035. putc:
  1036. mov r2, r0
  1037. mov r0, #0
  1038. loadsp r3, r1
  1039. b 2b
  1040. @ memdump corrupts {r0, r1, r2, r3, r10, r11, r12, lr}
  1041. memdump: mov r12, r0
  1042. mov r10, lr
  1043. mov r11, #0
  1044. 2: mov r0, r11, lsl #2
  1045. add r0, r0, r12
  1046. mov r1, #8
  1047. bl phex
  1048. mov r0, #‘:‘
  1049. bl putc
  1050. 1: mov r0, #‘ ‘
  1051. bl putc
  1052. ldr r0, [r12, r11, lsl #2]
  1053. mov r1, #8
  1054. bl phex
  1055. and r0, r11, #7
  1056. teq r0, #3
  1057. moveq r0, #‘ ‘
  1058. bleq putc
  1059. and r0, r11, #7
  1060. add r11, r11, #1
  1061. teq r0, #7
  1062. bne 1b
  1063. mov r0, #‘\n‘
  1064. bl putc
  1065. cmp r11, #64
  1066. blt 2b
  1067. mov pc, r10
  1068. #endif
  1069. .ltorg
  1070. reloc_code_end:
  1071. .align
  1072. .section ".stack", "aw", %nobits
  1073. .L_user_stack: .space 4096
  1074. .L_user_stack_end:

     看了上面的源码，可能就算是分析过了也是比较模糊的，通过下面的一个代码流程图，大家就可以清楚的了解内核自解压的全过程了：

时间： 2024-10-12 21:29:09

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