kernel 启动过程之二， arch/arm/kernel/head.S

从zImage头跳转进来，此时的状态

MMU为off

D-cache为off

I-cache为dont care，on或off没有关系

r0为0

r1为machine ID

r2为atags指针

内核
代码入口在linux
-2.6.24-moko-linuxbj/arch/arm
/kernel/head.S文件的83行。首先进入SVC32模式，并查询CPU ID，检查合法性

msr     cpsr_c, #PSR_F_BIT | PSR_I_BIT | SVC_MODE @ ensure svc mode

                                                @ and irqs disabled

        mrc     p15, 0, r9, c0, c0              @ get processor id

        bl      __lookup_processor_type         @ r5=procinfo r9=cpuid

        movs    r10, r5                         @ invalid processor (r5=0)?

        beq     __error_p                       @ yes, error 'p'

接着在87行进一步查询machine ID并检查合法性

bl      __lookup_machine_type           @ r5=machinfo

        movs    r8, r5                          @ invalid machine (r5=0)?

        beq     __error_a                       @ yes, error 'a'

其中__lookup_processor_type在linux
-2.6.24-moko-linuxbj/arch/arm
/kernel/head
-common.S文件的149行，该函数首将标号3的实际地址加载到r3，然后将编译时生成的__proc_info_begin虚拟地址载入到r5，
__proc_info_end虚拟地址载入到r6，标号3的虚拟地址载入到r7。由于adr伪指令和标号3的使用，以及
__proc_info_begin等符号在linux
-2.6.24-moko-linuxbj/arch/arm
/kernel/vmlinux.lds而不是代码中被定义，此处代码不是非常直观，想弄清楚代码缘由的读者请耐心阅读这两个文件和adr伪指令的说明。

r3和r7分别存储的是同一位置标号3的物理地址（由于没有启用mmu，所以当前肯定是物理地址）和虚拟地址，所以儿者相减即得到虚拟地址和物理地址之间的offset。利用此offset，将r5和r6中保存的虚拟地址转变为物理地址

__lookup_processor_type:

    adr    r3, 3f

    ldmda    r3, {r5 - r7}

    sub    r3, r3, r7            @ get offset between virt&phys

    add    r5, r5, r3            @ convert virt addresses to

    add    r6, r6, r3            @ physical address space

然后从proc_info中读出内核
编译时写入的processor ID和之前从cpsr中读到的processor ID对比，查看代码和CPU硬件是否匹配（想在arm920t上运行为cortex-a8编译的内核
？不让！）。如果编译了多种处理器支持，如versatile板，则会循环每种type依次检验，如果硬件读出的ID在内核
中找不到匹配，则r5置0返回

1:	ldmia	r5, {r3, r4}			@ value, mask

	and	r4, r4, r9			@ mask wanted bits

	teq	r3, r4

	beq	2f

	add	r5, r5, #PROC_INFO_SZ		@ sizeof(proc_info_list)

	cmp	r5, r6

	blo	1b

	mov	r5, #0				@ unknown processor

2:	mov	pc, lr

__lookup_machine_type在linux
-2.6.24-moko-linuxbj/arch/arm
/kernel/head-common.S文件的197行，编码方法与检查processor ID完全一样，请参考前段

__lookup_machine_type:

	adr	r3, 3b

	ldmia	r3, {r4, r5, r6}

	sub	r3, r3, r4			@ get offset between virt&phys

	add	r5, r5, r3			@ convert virt addresses to

	add	r6, r6, r3			@ physical address space

1:	ldr	r3, [r5, #MACHINFO_TYPE]	@ get machine type

	teq	r3, r1				@ matches loader number?

	beq	2f				@ found

	add	r5, r5, #SIZEOF_MACHINE_DESC	@ next machine_desc

	cmp	r5, r6

	blo	1b

	mov	r5, #0				@ unknown machine

2:	mov	pc, lr

代码回到head.S第92行，检查atags合法性，然后创建初始页表

bl	__vet_atags

	bl	__create_page_tables

创建页表的代码在218行，首先将内核
起始地址-0x4000到内核
起始地址之间的16K存储器清0

__create_page_tables:

	pgtbl	r4				@ page table address

	/*

	 * Clear the 16K level 1 swapper page table

	 */

	mov	r0, r4

	mov	r3, #0

	add	r6, r0, #0x4000

1:	str	r3, [r0], #4

	str	r3, [r0], #4

	str	r3, [r0], #4

	str	r3, [r0], #4

	teq	r0, r6

	bne	1b

然后在234行将proc_info中的mmu_flags加载到r7

ldr	r7, [r10, #PROCINFO_MM_MMUFLAGS] @ mm_mmuflags

在242行将PC指针右移20位，得到内核
第一个1MB空间的段地址存入r6，在s3c2410平台该值是0x300。接着根据此值存入映射标识

mov	r6, pc, lsr #20			@ start of kernel section

	orr	r3, r7, r6, lsl #20		@ flags + kernel base

	str	r3, [r4, r6, lsl #2]		@ identity mapping

完成页表设置后回到102行，为打开虚拟地址映射作准备。设置sp指针，函数返回地址lr指向__enable_mmu，并跳转到linux
-2.6.24-moko-linuxbj/arch/arm
/mm/proc-arm920.S的386行，清除I-cache、D-cache、write buffer和TLB

__arm920_setup:

	mov	r0, #0

	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

然后返回head.S的158行，加载domain和页表，跳转到__turn_mmu_on

__enable_mmu:

#ifdef CONFIG_ALIGNMENT_TRAP

	orr	r0, r0, #CR_A

#else

	bic	r0, r0, #CR_A

#endif

#ifdef CONFIG_CPU_DCACHE_DISABLE

	bic	r0, r0, #CR_C

#endif

#ifdef CONFIG_CPU_BPREDICT_DISABLE

	bic	r0, r0, #CR_Z

#endif

#ifdef CONFIG_CPU_ICACHE_DISABLE

	bic	r0, r0, #CR_I

#endif

	mov	r5, #(domain_val(DOMAIN_USER, DOMAIN_MANAGER) | /

		      domain_val(DOMAIN_KERNEL, DOMAIN_MANAGER) | /

		      domain_val(DOMAIN_TABLE, DOMAIN_MANAGER) | /

		      domain_val(DOMAIN_IO, DOMAIN_CLIENT))

	mcr	p15, 0, r5, c3, c0, 0		@ load domain access register

	mcr	p15, 0, r4, c2, c0, 0		@ load page table pointer

	b	__turn_mmu_on

在194行把mmu使能位写入mmu，激活虚拟地址。然后将原来保存在sp中的地址载入pc，跳转到head-common.S的__mmap_switched，至此代码进入虚拟地址的世界

mov	r0, r0

	mcr	p15, 0, r0, c1, c0, 0		@ write control reg

	mrc	p15, 0, r3, c0, c0, 0		@ read id reg

	mov	r3, r3

	mov	r3, r3

	mov	pc, r13

在head-common.S的37行开始清除内核
bss段，processor ID保存在r9，machine ID报存在r1，atags地址保存在r2，并将控制寄存器保存到r7定义的内存地址。接下来跳入linux
-2.6.24-moko-linuxbj/init/main.c的507行，start_kernel函数。这里只粘贴部分代码

__mmap_switched:

	adr	r3, __switch_data + 4

	ldmia	r3!, {r4, r5, r6, r7}

	cmp	r4, r5				@ Copy data segment if needed

1:	cmpne	r5, r6

	ldrne	fp, [r4], #4

	strne	fp, [r5], #4

	bne	1b

在main.c第507行，是硬件无关的C初始化代码

asmlinkage void __init start_kernel(void)

{

        char * command_line;

        extern struct kernel_param __start___param[], __stop___param[];

        smp_setup_processor_id();

s3c2410平台linux
-2.6.24内核
早期的汇编初始化到这里就结束了