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  • 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；
     
        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. }
    18. . = TEXT_START;
    19. _text = .;
    21. .text : {
    22. _start = .;
    23. *(.start)
    24. *(.text)
    25. ......
        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
    13. /*
    14. * 调试宏
    15. *
    16. * 注意：这些宏必须不包含那些非100%可重定位的代码
    17. * 任何试图这样做的结果是导致程序崩溃
    18. * 当打开调试时请选择以下一个使用
    19. */
    20. #ifdef DEBUG /* 调试宏-中间层 */
    22. #if defined(CONFIG_DEBUG_ICEDCC) /* 使用内部调试协处理器CP14 */
    24. #if defined(CONFIG_CPU_V6) || defined(CONFIG_CPU_V6K) || defined(CONFIG_CPU_V7)
    25. .macro loadsp, rb, tmp
    26. .endm
    27. .macro writeb, ch, rb
    28. mcr p14, 0, ch, c0, c5, 0
    29. .endm
    30. #elif defined(CONFIG_CPU_XSCALE)
    31. .macro loadsp, rb, tmp
    32. .endm
    33. .macro writeb, ch, rb
    34. mcr p14, 0, ch, c8, c0, 0
    35. .endm
    36. #else
    37. .macro loadsp, rb, tmp
    38. .endm
    39. .macro writeb, ch, rb
    40. mcr p14, 0, ch, c1, c0, 0
    41. .endm
    42. #endif
    44. #else /* 使用串口作为调试通道 */
    46. #include /* 包含构架相关的的调试宏的汇编文件 调试宏-底层 */
    48. .macro writeb, ch, rb
    49. senduart ch, b
    50. .endm
    52. #if defined(CONFIG_ARCH_SA1100)
    53. .macro loadsp, rb, tmp
    54. mov b, #0x80000000 @ physical base address
    55. #ifdef CONFIG_DEBUG_LL_SER3
    56. add b, b, #0x00050000 @ Ser3
    57. #else
    58. add b, b, #0x00010000 @ Ser1
    59. #endif
    60. .endm
    61. #elif defined(CONFIG_ARCH_S3C2410)
    62. .macro loadsp, rb, tmp
    63. mov b, #0x50000000
    64. add b, b, #0x4000 * CONFIG_S3C_LOWLEVEL_UART_PORT
    65. .endm
    66. #else
    67. .macro loadsp, rb, tmp
    68. addruart b, mp
    69. .endm
    70. #endif
    71. #endif
    72. #endif /* DEBUG */
    75. /* 调试宏-上层 */
    76. .macro kputc,val /* 打印字符 */
    77. mov r0, val
    78. bl putc
    79. .endm
    81. .macro kphex,val,len /* 打印十六进制数 */
    82. mov r0, val
    83. mov r1, #len
    84. bl phex
    85. .endm
    87. .macro debug_reloc_start /* 重定位内核调试宏-开始 */
    88. #ifdef DEBUG
    89. kputc #' '
    90. kphex r6, 8 /* 处理器 id */
    91. kputc #':'
    92. kphex r7, 8 /* 构架 id */
    93. #ifdef CONFIG_CPU_CP15
    94. kputc #':'
    95. mrc p15, 0, r0, c1, c0
    96. kphex r0, 8 /* 控制寄存器 */
    97. #endif
    98. kputc #' '
    99. kphex r5, 8 /* 解压后的内核起始地址 */
    100. kputc #'-'
    101. kphex r9, 8 /* 解压后的内核结束地址 */
    102. kputc #'>'
    103. kphex r4, 8 /* 内核执行地址 */
    104. kputc #' '
    105. #endif
    106. .endm
    108. .macro debug_reloc_end /* 重定位内核调试宏-结束 */
    109. #ifdef DEBUG
    110. kphex r5, 8 /* 内核结束地址 */
    111. kputc #' '
    112. mov r0, r4
    113. bl memdump /* 打印内核起始处 256 字节 */
    114. #endif
    115. .endm
    117. .section ".start", #alloc, #execinstr
    118. /*
    119. * 清理不同的调用约定
    120. */
    121. .align
    122. .arm @ 启动总是进入ARM状态
    123. start:
    124. .type start,#function
    125. .rept 7
    126. mov r0, r0
    127. .endr
    128. ARM( mov r0, r0 )
    129. ARM( b 1f )
    130. THUMB( adr r12, BSYM(1f) )
    131. THUMB( bx r12 )
    133. .word 0x016f2818 @ 用于boot loader的魔数
    134. .word start @ 加载/运行zImage的绝对地址（编译时确定）
    135. .word _edata @ zImage结束地址
    136. THUMB( .thumb )
    137. 1: mov r7, r1 @ 保存构架ID到r7（此前由bootloader放入r1）
    138.    mov r8, r2 @ 保存内核启动参数地址到r8（此前由bootloader放入r2）
    140. #ifndef __ARM_ARCH_2__
    141. /*
    142. * 通过Angel调试器启动 - 必须进入 SVC模式且关闭FIQs/IRQs
    143. * (numeric definitions from angel arm.h source).
    144. * 如果进入时在user模式下，我们只需要做这些
    145. */
    146. mrs r2, cpsr @ 获取当前模式
    147. tst r2, #3 @ 判断是否是user模式
    148. bne not_angel
    149. mov r0, #0x17 @ angel_SWIreason_EnterSVC
    150. ARM( swi 0x123456 ) @ angel_SWI_ARM
    151. THUMB( svc 0xab ) @ angel_SWI_THUMB
    152. not_angel:
    153. mrs r2, cpsr @ 关闭中断
    154. orr r2, r2, #0xc0 @ 以保护调试器的运作
    155. msr cpsr_c, r2
    156. #else
    157. teqp pc, #0x0c000003 @ 关闭中断（此外bootloader已设置模式为SVC）
    158. #endif
    160. /*
    161. * 注意一些缓存的刷新和其他事务可能需要在这里完成
    162. * - is there an Angel SWI call for this?
    163. */
    165. /*
    166. * 一些构架的特定代码可以在这里被连接器插入，
    167. * 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.
    168. */
    170. .text
    172. /*
    173. * 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
    174. * 由于配置的不同可能有的结果
    175. * （1）定义了CONFIG_AUTO_ZRELADDR
    176. *      ZRELADDR是已解压内核最终存放的物理地址
    177. *      如果AUTO_ZRELADDR被选择了, 这个地址将会在运行是确定：
    178. *      将当pc值和0xf8000000做与操作，
    179. *      并加上TEXT_OFFSET（内核最终存放的物理地址与内存起始的偏移）
    180. *      这里假定zImage被放在内存开始的128MB内
    181. * （2）没有定义CONFIG_AUTO_ZRELADDR
    182. *      直接使用zreladdr（此值位于arch/arm/mach-xxx/Makefile.boot文件确定）
    183. */
    184. #ifdef CONFIG_AUTO_ZRELADDR
    185. @ 确定内核映像地址
    186. mov r4, pc
    187. and r4, r4, #0xf8000000
    188. add r4, r4, #TEXT_OFFSET
    189. #else
    190. ldr r4, =zreladdr
    191. #endif
    193. bl cache_on /* 开启缓存（以及MMU） */
    195. restart: adr r0, LC0
    196. ldmia r0, {r1, r2, r3, r6, r10, r11, r12}
    197. ldr sp, [r0, #28]
    199. /*
    200. * 我们可能运行在一个与编译时定义的不同地址上，
    201. * 所以我们必须修正变量指针
    202. */
    203. sub r0, r0, r1 @ 计算偏移量
    204. add r6, r6, r0 @ 重新计算_edata
    205. add r10, r10, r0 @ 重新获得压缩后的内核大小数据位置
    207. /*
    208. * 内核编译系统将解压后的内核大小数据
    209. * 以小端格式
    210. * 附加在压缩数据的后面(其实是“gzip -f -9”命令的结果)
    211. * 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）
    212. */
    213. ldrb r9, [r10, #0]
    214. ldrb lr, [r10, #1]
    215. orr r9, r9, lr, lsl #8
    216. ldrb lr, [r10, #2]
    217. ldrb r10, [r10, #3]
    218. orr r9, r9, lr, lsl #16
    219. orr r9, r9, r10, lsl #24
    221. /*
    222. * 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
    223. */
    224. #ifndef CONFIG_ZBOOT_ROM
    225. /* malloc 获取的内存空间位于重定向的栈指针之上 (64k max) */
    226. add sp, sp, r0
    227. add r10, sp, #0x10000
    228. #else
    229. /*
    230. * 如果定义了 ZBOOT_ROM， bss/stack 是非可重定位的,
    231. * 但有些人依然可以将其放在RAM中运行,
    232. * 这时我们可以参考 _edata.
    233. */
    234. mov r10, r6
    235. #endif
    237. /*
    238. * 检测我们是否会发生自我覆盖的问题
    239. * r4 = 解压后的内核起始地址（最终执行位置）
    240. * r9 = 解压后内核的大小
    241. * 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）
    242. * 我们的基本需求是:
    243. * （若最终执行位置r4在当前映像之后）r4 - 16k 页目录 >= r10 -> OK
    244. * （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
    245. * 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
    246. */
    247. add r10, r10, #16384
    248. cmp r4, r10         @ 假设最终执行位置r4在当前映像之后
    249. bhs wont_overwrite
    250. add r10, r4, r9     @ 假设最终执行位置r4在当前映像之前
    251. ARM( cmp r10, pc )  @ r10 = 解压后的内核结束地址
    252. THUMB( mov lr, pc )
    253. THUMB( cmp r10, lr )
    254. bls wont_overwrite
    256. /*
    257. * 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）
    258. * r6 = _edata（已校正）
    259. * r10 = 解压后的内核结束地址
    260. * 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，
    261. * 以防原数据和目标数据的重叠
    262. */
    263. /*
    264. * 将解压后的内核结束地址r10扩展（reloc_code_end - restart），
    265. * 并对齐到下一个256B边界。
    266. * 这样避免了当搬运的偏移较小时的自我覆盖
    267. */
    268. add r10, r10, #((reloc_code_end - restart + 256) & ~255)
    269. bic r10, r10, #255
    271. /* 获取需要搬运的当前映像的起始位置r5，并向下做32B对齐. */
    272. adr r5, restart
    273. bic r5, r5, #31
    275. sub r9, r6, r5 @ _edata - restart（已向下对齐）= 需要搬运的大小
    276. add r9, r9, #31
    277. bic r9, r9, #31 @ 做32B对齐 ，r9 = 需要搬运的大小
    278. add r6, r9, r5 @ r6 = 当前映像需要搬运的结束地址
    279. add r9, r9, r10 @ r9 = 当前映像搬运的目的地的结束地址
    281. /* 搬运当前执行映像，不包含 bss/stack/malloc 空间*/
    282. 1: ldmdb r6!, {r0 - r3, r10 - r12, lr}
    283. cmp r6, r5
    284. stmdb r9!, {r0 - r3, r10 - r12, lr}
    285. bhi 1b
    287. /* 保存偏移量，用来修改sp和实现代码跳转 */
    288. sub r6, r9, r6
    290. #ifndef CONFIG_ZBOOT_ROM
    291. /* cache_clean_flush 可能会使用栈，所以重定向sp指针 */
    292. add sp, sp, r6
    293. #endif
    295. bl cache_clean_flush @ 刷新缓存
    297. /* 通过搬运的偏移和当前的实际 restart 地址来实现代码跳转*/
    298. adr r0, BSYM(restart)
    299. add r0, r0, r6
    300. mov pc, r0
    301. /* 在上面的跳转之后，程序又从restart开始。
    302. * 但这次在检查自我覆盖的时候，新的执行位置必然满足
    303. * 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)
    304. * 所以必然直接跳到了下面的wont_overwrite执行
    305. */
    308. wont_overwrite:
    309. /*
    310. * 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.
    311. * r0 = delta
    312. * r2 = BSS start（编译值）
    313. * r3 = BSS end（编译值）
    314. * r4 = 内核最终运行的物理地址
    315. * r7 = 构架ID(bootlodaer传递值)
    316. * r8 = 内核启动参数指针(bootlodaer传递值)
    317. * r11 = GOT start（编译值）
    318. * r12 = GOT end（编译值）
    319. * sp = stack pointer（修正值）
    320. */
    321. teq r0, #0 @测试delta值
    322. beq not_relocated @如果delta为0，无须对GOT表项和BSS进行重定位
    323. add r11, r11, r0 @重定位GOT start
    324. add r12, r12, r0 @重定位GOT end
    326. #ifndef CONFIG_ZBOOT_ROM
    327. /*
    328. * 如果内核配置 CONFIG_ZBOOT_ROM = n,
    329. * 我们必须修正BSS段的指针
    330. * 注意：sp已经被修正
    331. */
    332. add r2, r2, r0 @重定位BSS start
    333. add r3, r3, r0 @重定位BSS end
    335. /*
    336. * 重定位所有GOT表的入口项
    337. */
    338. 1: ldr r1, [r11, #0] @ 重定位GOT表的入口项
    339. add r1, r1, r0 @ 这个修正了 C 引用
    340. str r1, [r11], #4
    341. cmp r11, r12
    342. blo 1b
    343. #else
    345. /*
    346. * 重定位所有GOT表的入口项.
    347. * 我们只重定向在（已重定向后）BSS段外的入口
    348. */
    349. 1: ldr r1, [r11, #0] @ 重定位GOT表的入口项
    350. cmp r1, r2 @ entry < bss_start ||
    351. cmphs r3, r1 @ _end < entry table
    352. addlo r1, r1, r0 @ 这个修正了 C 引用
    353. str r1, [r11], #4
    354. cmp r11, r12
    355. blo 1b
    356. #endif
    358. /*
    359. * 至此当前映像的搬运和调整已经完成
    360. * 可以开始真正的工作的
    361. */
    362. not_relocated: mov r0, #0
    363. 1: str r0, [r2], #4 @ 清零 bss（初始化BSS段）
    364. str r0, [r2], #4
    365. str r0, [r2], #4
    366. str r0, [r2], #4
    367. cmp r2, r3
    368. blo 1b
    370. /*
    371. * C运行时环境已经充分建立.
    372. * 设置一些指针就可以解压内核了.
    373. * r4 = 内核最终运行的物理地址
    374. * r7 = 构架ID
    375. * r8 = 内核启动参数指针
    376. *
    377. * 下面对r0～r3的配置是decompress_kernel函数对应参数
    378. * r0 = 解压后的输出位置首地址
    379. * r1 = 可用RAM空间首地址
    380. * r2 = 可用RAM空间结束地址
    381. * r3 = 构架ID
    382. * 就是这个decompress_kernel（C函数）输出了"Uncompressing Linux..."
    383. * 以及" done, booting the kernel. "
    384. */
    385. mov r0, r4
    386. mov r1, sp @ malloc 获取的内存空间位于栈指针之上
    387. add r2, sp, #0x10000 @ 64k max
    388. mov r3, r7
    389. bl decompress_kernel
    390. /*
    391. * decompress_kernel(misc.c)--调用-->
    392. * do_decompress(decompress.c)--调用-->
    393. * decompress(../../../../lib/decompress_xxxx.c根据压缩方式的配置而不同)
    394. */
    396. /*
    397. * 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）
    398. */
    399. bl cache_clean_flush
    400. bl cache_off @ 数据缓存必须关闭（内核的要求）
    401. mov r0, #0 @ r0必须为0
    402. mov r1, r7 @ 恢复构架ID到r1
    403. mov r2, r8 @ 恢复内核启动参数指针到r2
    404. mov pc, r4 @ 跳入解压后的内核映像(Image)入口（arch/arm/kernel/head.S）
    406. /*
    407. * 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，
    408. * 而将编译时确定的映像数据保存如下，用于检测对比
    409. */
    410. .align 2
    411. .type LC0, #object
    412. LC0: .word LC0 @ r1
    413. .word __bss_start @ r2
    414. .word _end @ r3
    415. .word _edata @ r6
    416. .word input_data_end - 4 @ r10 (inflated size location)
    417. .word _got_start @ r11
    418. .word _got_end @ ip
    419. .word .L_user_stack_end @ sp
    420. .size LC0, . - LC0
    422. #ifdef CONFIG_ARCH_RPC
    423. .globl params
    424. params: ldr r0, =0x10000100 @ params_phys for RPC
    425. mov pc, lr
    426. .ltorg
    427. .align
    428. #endif
    430. /*
    431. * 开启缓存.
    432. * 我们必须创建页表（并开启MMU）才可以开启数据和指令缓存。
    433. * 我们把页表（节描述符）放在内核执行地址前16k（0x4000）的空间中,
    434. * 且我们希望没人会去用这段地址空间.
    435. * 如果我们使用了,可能会出问题的!
    436. *
    437. * 进入时,
    438. * r4 = 内核最终运行的物理地址
    439. * r7 = 构架ID
    440. * r8 = 内核启动参数指针
    441. * 退出时,
    442. * r0, r1, r2, r3, r9, r10, r12 被修改
    443. * 此例程必须保护:
    444. * r4, r7, r8
    445. */
    446. .align 5
    447. cache_on: mov r3, #8 @ 调用cache_on 函数
    448. b call_cache_fn
    450. /*
    451. * Initialize the highest priority protection region, PR7
    452. * to cover all 32bit address and cacheable and bufferable.
    453. */
    454. __armv4_mpu_cache_on:
    455. mov r0, #0x3f @ 4G, the whole
    456. mcr p15, 0, r0, c6, c7, 0 @ PR7 Area Setting
    457. mcr p15, 0, r0, c6, c7, 1
    459. mov r0, #0x80 @ PR7
    460. mcr p15, 0, r0, c2, c0, 0 @ D-cache on
    461. mcr p15, 0, r0, c2, c0, 1 @ I-cache on
    462. mcr p15, 0, r0, c3, c0, 0 @ write-buffer on
    464. mov r0, #0xc000
    465. mcr p15, 0, r0, c5, c0, 1 @ I-access permission
    466. mcr p15, 0, r0, c5, c0, 0 @ D-access permission
    468. mov r0, #0
    469. mcr p15, 0, r0, c7, c10, 4 @ drain write buffer
    470. mcr p15, 0, r0, c7, c5, 0 @ flush(inval) I-Cache
    471. mcr p15, 0, r0, c7, c6, 0 @ flush(inval) D-Cache
    472. mrc p15, 0, r0, c1, c0, 0 @ read control reg
    473. @ ...I .... ..D. WC.M
    474. orr r0, r0, #0x002d @ .... .... ..1. 11.1
    475. orr r0, r0, #0x1000 @ ...1 .... .... ....
    477. mcr p15, 0, r0, c1, c0, 0 @ write control reg
    479. mov r0, #0
    480. mcr p15, 0, r0, c7, c5, 0 @ flush(inval) I-Cache
    481. mcr p15, 0, r0, c7, c6, 0 @ flush(inval) D-Cache
    482. mov pc, lr
    484. __armv3_mpu_cache_on:
    485. mov r0, #0x3f @ 4G, the whole
    486. mcr p15, 0, r0, c6, c7, 0 @ PR7 Area Setting
    488. mov r0, #0x80 @ PR7
    489. mcr p15, 0, r0, c2, c0, 0 @ cache on
    490. mcr p15, 0, r0, c3, c0, 0 @ write-buffer on
    492. mov r0, #0xc000
    493. mcr p15, 0, r0, c5, c0, 0 @ access permission
    495. mov r0, #0
    496. mcr p15, 0, r0, c7, c0, 0 @ invalidate whole cache v3
    497. /*
    498. * ?? ARMv3 MMU does not allow reading the control register,
    499. * does this really work on ARMv3 MPU?
    500. */
    501. mrc p15, 0, r0, c1, c0, 0 @ read control reg
    502. @ .... .... .... WC.M
    503. orr r0, r0, #0x000d @ .... .... .... 11.1
    504. /* ?? this overwrites the value constructed above? */
    505. mov r0, #0
    506. mcr p15, 0, r0, c1, c0, 0 @ write control reg
    508. /* ?? invalidate for the second time? */
    509. mcr p15, 0, r0, c7, c0, 0 @ invalidate whole cache v3
    510. mov pc, lr
    512. /*
    513. * 初始化MMU页表
    514. * 内核最终运行的物理地址向下16K的空间
    515. * 存放可以寻址4G空间节描述符
    516. * （16KB/4B=4K个描述符，每个描述符映射1MB空间，4K*1MB = 4GB）
    517. * 进入时,
    518. * r4 = 内核最终运行的物理地址
    519. * r7 = 构架ID
    520. * r8 = 内核启动参数指针
    521. * 退出时,
    522. * r0, r1, r2, r3, r9, r10 被修改
    523. * 此例程必须保护:
    524. * r4, r7, r8
    525. */
    526. __setup_mmu: sub r3, r4, #16384 @ 页目录大小为16K
    527. bic r3, r3, #0xff @ 页目录指针向下对齐
    528. bic r3, r3, #0x3f00 @ 对齐方式-16KB
    529. /*
    530. * 对于这个对齐，是MMU硬件的要求
    531. * 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。
    532. * 只有bits[31:14]有效，bits[13:0]应该是零（SBZ）。
    533. * 所以第一级表必须16KB对齐。
    534. */
    536. /*
    537. * 初始化页表, 仅针对RAM（最大到256MB）开启
    538. * 缓存（cacheable）和缓冲（bufferable）位
    539. * r3 = 页目录基址(内核最终运行的物理地址向下16K的位置)
    540. */
    541. mov r0, r3 @ 页目录指针给r0
    542. mov r9, r0, lsr #18
    543. mov r9, r9, lsl #18 @ 通过移位清零低18bit，得到RAM基地址（推测值,r9）
    544. 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）
    545. mov r1, #0x12
    546. orr r1, r1, #3 << 10 @ 初始化节描述符r1 = 0b110000010010(完全访问:0域:XN:节)
    547. add r2, r3, #16384 @ r2 = 内核最终运行的物理地址（可能）
    548. 1: cmp r1, r9 @ if virt > start of RAM（针对RAM开启缓存和缓冲）
    549. #ifdef CONFIG_CPU_DCACHE_WRITETHROUGH
    550. orrhs r1, r1, #0x08 @ 设置 cacheable
    551. #else
    552. orrhs r1, r1, #0x0c @ 设置 cacheable, bufferable
    553. #endif
    554. cmp r1, r10 @ if virt > end of RAM
    555. bichs r1, r1, #0x0c @ 清除 cacheable, bufferable
    556. str r1, [r0], #4 @ 设置节描述符-1:1 映射（虚拟地址 == 物理地址）
    557. add r1, r1, #1048576 @ r1 + 1MB（每节管理的地址长度）下一个节描述符
    558. teq r0, r2
    559. bne 1b
    560. /*
    561. * 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。
    562. * 我们映射2MB的代码，
    563. * 所以对于多达1MB压缩的内核没有映射重叠的问题？？
    564. * 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.
    565. */
    566. mov r1, #0x1e
    567. orr r1, r1, #3 << 10 @ 初始化节描述符r1 = 0b110000011110(完全访问:0域:XN:cacheable:bufferable:节)
    568. mov r2, pc
    569. mov r2, r2, lsr #20 @ 当前执行地址的节基址
    570. orr r1, r1, r2, lsl #20 @ 生成节描述符
    571. add r0, r3, r2, lsl #2 @ 获得页目录中相应的入口
    572. str r1, [r0], #4 @ 设置节描述符-1:1 映射（虚拟地址 == 物理地址）
    573. add r1, r1, #1048576 @ r1 + 1MB（每节管理的地址长度）下一个节描述符
    574. str r1, [r0] @ 设置节描述符（只做2MB映射）
    575. mov pc, lr
    576. ENDPROC(__setup_mmu)
    578. __arm926ejs_mmu_cache_on:
    579. #ifdef CONFIG_CPU_DCACHE_WRITETHROUGH
    580. mov r0, #4 @ put dcache in WT mode
    581. mcr p15, 7, r0, c15, c0, 0
    582. #endif
    584. __armv4_mmu_cache_on:
    585. mov r12, lr
    586. #ifdef CONFIG_MMU
    587. bl __setup_mmu
    588. mov r0, #0
    589. mcr p15, 0, r0, c7, c10, 4 @ drain write buffer
    590. mcr p15, 0, r0, c8, c7, 0 @ flush I,D TLBs
    591. mrc p15, 0, r0, c1, c0, 0 @ read control reg
    592. orr r0, r0, #0x5000 @ I-cache enable, RR cache replacement
    593. orr r0, r0, #0x0030
    594. #ifdef CONFIG_CPU_ENDIAN_BE8
    595. orr r0, r0, #1 << 25 @ big-endian page tables
    596. #endif
    597. bl __common_mmu_cache_on
    598. mov r0, #0
    599. mcr p15, 0, r0, c8, c7, 0 @ flush I,D TLBs
    600. #endif
    601. mov pc, r12
    603. __armv7_mmu_cache_on:
    604. mov r12, lr @保存lr到r12
    605. #ifdef CONFIG_MMU
    606. mrc p15, 0, r11, c0, c1, 4 @ 读取CP15的ID_MMFR0（内存模块特性）寄存器
    607. tst r11, #0xf @ 测试VMSA（虚拟内存系统构架）A8 = 0x3
    608. blne __setup_mmu @ 如果VMSA不是0xf，就进入mmu页表初始化（节模式）
    609. mov r0, #0
    610. 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）
    611. tst r11, #0xf @ 测试VMSA（虚拟内存系统构架）A8 = 0x3
    612. mcrne p15, 0, r0, c8, c7, 0 @ flush I,D TLBs缓存
    613. #endif
    614. mrc p15, 0, r0, c1, c0, 0 @ 读系统控制寄存器
    615. orr r0, r0, #0x5000 @ I-cache 使能, RR cache replacement
    616. orr r0, r0, #0x003c @ write buffer
    617. #ifdef CONFIG_MMU
    618. #ifdef CONFIG_CPU_ENDIAN_BE8
    619. orr r0, r0, #1 << 25 @ 大端模式页表
    620. #endif
    621. orrne r0, r0, #1 @ 设置MMU 开启位
    622. movne r1, #-1
    623. mcrne p15, 0, r3, c2, c0, 0 @ 载入页表基址到TTBR0
    624. 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）
    625. #endif
    626. mcr p15, 0, r0, c1, c0, 0 @ 写系统控制寄存器
    627. mrc p15, 0, r0, c1, c0, 0 @ 回读系统控制寄存器
    628. mov r0, #0
    629. mcr p15, 0, r0, c7, c5, 4 @ 指令同步屏障（确保上面指令完成才返回）
    630. mov pc, r12 @ 此处返回（此时MMU已启用，RAM缓存已开启）
    632. __fa526_cache_on:
    633. mov r12, lr
    634. bl __setup_mmu
    635. mov r0, #0
    636. mcr p15, 0, r0, c7, c7, 0 @ Invalidate whole cache
    637. mcr p15, 0, r0, c7, c10, 4 @ drain write buffer
    638. mcr p15, 0, r0, c8, c7, 0 @ flush UTLB
    639. mrc p15, 0, r0, c1, c0, 0 @ read control reg
    640. orr r0, r0, #0x1000 @ I-cache enable
    641. bl __common_mmu_cache_on
    642. mov r0, #0
    643. mcr p15, 0, r0, c8, c7, 0 @ flush UTLB
    644. mov pc, r12
    646. __arm6_mmu_cache_on:
    647. mov r12, lr
    648. bl __setup_mmu
    649. mov r0, #0
    650. mcr p15, 0, r0, c7, c0, 0 @ invalidate whole cache v3
    651. mcr p15, 0, r0, c5, c0, 0 @ invalidate whole TLB v3
    652. mov r0, #0x30
    653. bl __common_mmu_cache_on
    654. mov r0, #0
    655. mcr p15, 0, r0, c5, c0, 0 @ invalidate whole TLB v3
    656. mov pc, r12
    658. __common_mmu_cache_on:
    659. #ifndef CONFIG_THUMB2_KERNEL
    660. #ifndef DEBUG
    661. orr r0, r0, #0x000d @ Write buffer, mmu
    662. #endif
    663. mov r1, #-1
    664. mcr p15, 0, r3, c2, c0, 0 @ load page table pointer
    665. mcr p15, 0, r1, c3, c0, 0 @ load domain access control
    666. b 1f
    667. .align 5 @ cache line aligned
    668. 1: mcr p15, 0, r0, c1, c0, 0 @ load control register
    669. mrc p15, 0, r0, c1, c0, 0 @ and read it back to
    670. sub pc, lr, r0, lsr #32 @ properly flush pipeline
    671. #endif
    673. #define PROC_ENTRY_SIZE (4*5)
    675. /*
    676. * 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
    677. * 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。
    678. * 请注意这是一个位置无关代码。
    679. *
    680. * r1 = 被修改
    681. * r2 = 被修改
    682. * r3 = 相对每个入口的功能函数位置偏移（on:#08|off:#12|flush:#16）
    683. * r9 = 被修改
    684. * r12 = 被修改
    685. */
    687. call_cache_fn: adr r12, proc_types
    688. #ifdef CONFIG_CPU_CP15
    689. mrc p15, 0, r9, c0, c0 @ 动态获取处理器ID
    690. #else
    691. ldr r9, =CONFIG_PROCESSOR_ID @ 使用预编译的处理器ID
    692. #endif
    693. 1: ldr r1, [r12, #0] @ 获取ID值
    694. ldr r2, [r12, #4] @ 获取对应的掩码
    695. eor r1, r1, r9 @ (real ^ match) 检测是否匹配
    696. tst r1, r2 @ & mask 将检测结果做掩码
    697. ARM( addeq pc, r12, r3 ) @ 如果匹配就调用缓存函数
    698. THUMB( addeq r12, r3 )
    699. THUMB( moveq pc, r12 ) @ call cache function
    700. add r12, r12, #PROC_ENTRY_SIZE @ 如果不匹配就跳过这个入口，进入下个测试
    701. b 1b
    703. /*
    704. * 缓存操作表. 这些是最基本的:
    705. * - CPU ID 匹配
    706. * - CPU ID 掩码
    707. * - 'cache on' 方法代码
    708. * - 'cache off' 方法代码
    709. * - 'cache flush' 方法代码
    710. *
    711. * 我们通过这个公式匹配入口: ((real_id ^ match) & mask) == 0
    712. *
    713. * 写通式缓存一般只需要 'on' 和 'off' 方法
    714. * 回写式缓存必须有 flush 方法定义
    715. *
    716. */
    717. .align 2
    718. .type proc_types,#object
    719. proc_types:
    720. .word 0x41560600 @ ARM6/610
    721. .word 0xffffffe0
    722. W(b) __arm6_mmu_cache_off @ 可以使用但是较慢
    723. W(b) __arm6_mmu_cache_off
    724. mov pc, lr
    725. THUMB( nop )
    726. @ b __arm6_mmu_cache_on @ 未测试
    727. @ b __arm6_mmu_cache_off
    728. @ b __armv3_mmu_cache_flush
    730. .word 0x00000000 @ old ARM ID
    731. .word 0x0000f000
    732. mov pc, lr
    733. THUMB( nop )
    734. mov pc, lr
    735. THUMB( nop )
    736. mov pc, lr
    737. THUMB( nop )
    739. .word 0x41007000 @ ARM7/710
    740. .word 0xfff8fe00
    741. W(b) __arm7_mmu_cache_off
    742. W(b) __arm7_mmu_cache_off
    743. mov pc, lr
    744. THUMB( nop )
    746. .word 0x41807200 @ ARM720T (写通式)
    747. .word 0xffffff00
    748. W(b) __armv4_mmu_cache_on
    749. W(b) __armv4_mmu_cache_off
    750. mov pc, lr
    751. THUMB( nop )
    753. .word 0x41007400 @ ARM74x
    754. .word 0xff00ff00
    755. W(b) __armv3_mpu_cache_on
    756. W(b) __armv3_mpu_cache_off
    757. W(b) __armv3_mpu_cache_flush
    759. .word 0x41009400 @ ARM94x
    760. .word 0xff00ff00
    761. W(b) __armv4_mpu_cache_on
    762. W(b) __armv4_mpu_cache_off
    763. W(b) __armv4_mpu_cache_flush
    765. .word 0x41069260 @ ARM926EJ-S (v5TEJ)
    766. .word 0xff0ffff0
    767. W(b) __arm926ejs_mmu_cache_on
    768. W(b) __armv4_mmu_cache_off
    769. W(b) __armv5tej_mmu_cache_flush
    771. .word 0x00007000 @ ARM7 IDs
    772. .word 0x0000f000
    773. mov pc, lr
    774. THUMB( nop )
    775. mov pc, lr
    776. THUMB( nop )
    777. mov pc, lr
    778. THUMB( nop )
    780. @ 以下使用新的 ID 系统.
    782. .word 0x4401a100 @ sa110 / sa1100
    783. .word 0xffffffe0
    784. W(b) __armv4_mmu_cache_on
    785. W(b) __armv4_mmu_cache_off
    786. W(b) __armv4_mmu_cache_flush
    788. .word 0x6901b110 @ sa1110
    789. .word 0xfffffff0
    790. W(b) __armv4_mmu_cache_on
    791. W(b) __armv4_mmu_cache_off
    792. W(b) __armv4_mmu_cache_flush
    794. .word 0x56056900
    795. .word 0xffffff00 @ PXA9xx
    796. W(b) __armv4_mmu_cache_on
    797. W(b) __armv4_mmu_cache_off
    798. W(b) __armv4_mmu_cache_flush
    800. .word 0x56158000 @ PXA168
    801. .word 0xfffff000
    802. W(b) __armv4_mmu_cache_on
    803. W(b) __armv4_mmu_cache_off
    804. W(b) __armv5tej_mmu_cache_flush
    806. .word 0x56050000 @ Feroceon
    807. .word 0xff0f0000
    808. W(b) __armv4_mmu_cache_on
    809. W(b) __armv4_mmu_cache_off
    810. W(b) __armv5tej_mmu_cache_flush
    812. #ifdef CONFIG_CPU_FEROCEON_OLD_ID
    813. /* this conflicts with the standard ARMv5TE entry */
    814. .long 0x41009260 @ Old Feroceon
    815. .long 0xff00fff0
    816. b __armv4_mmu_cache_on
    817. b __armv4_mmu_cache_off
    818. b __armv5tej_mmu_cache_flush
    819. #endif
    821. .word 0x66015261 @ FA526
    822. .word 0xff01fff1
    823. W(b) __fa526_cache_on
    824. W(b) __armv4_mmu_cache_off
    825. W(b) __fa526_cache_flush
    827. @ 这些匹配构架ID
    829. .word 0x00020000 @ ARMv4T
    830. .word 0x000f0000
    831. W(b) __armv4_mmu_cache_on
    832. W(b) __armv4_mmu_cache_off
    833. W(b) __armv4_mmu_cache_flush
    835. .word 0x00050000 @ ARMv5TE
    836. .word 0x000f0000
    837. W(b) __armv4_mmu_cache_on
    838. W(b) __armv4_mmu_cache_off
    839. W(b) __armv4_mmu_cache_flush
    841. .word 0x00060000 @ ARMv5TEJ
    842. .word 0x000f0000
    843. W(b) __armv4_mmu_cache_on
    844. W(b) __armv4_mmu_cache_off
    845. W(b) __armv5tej_mmu_cache_flush
    847. .word 0x0007b000 @ ARMv6
    848. .word 0x000ff000
    849. W(b) __armv4_mmu_cache_on
    850. W(b) __armv4_mmu_cache_off
    851. W(b) __armv6_mmu_cache_flush
    853. .word 0x000f0000 @ new CPU Id
    854. .word 0x000f0000
    855. W(b) __armv7_mmu_cache_on
    856. W(b) __armv7_mmu_cache_off
    857. W(b) __armv7_mmu_cache_flush
    859. .word 0 @ 未识别类型
    860. .word 0
    861. mov pc, lr
    862. THUMB( nop )
    863. mov pc, lr
    864. THUMB( nop )
    865. mov pc, lr
    866. THUMB( nop )
    868. .size proc_types, . - proc_types
    870. /*
    871. * 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
    872. * 请检查下你是否偶尔在应该使用“W(b)”的地方写了"b"指令
    873. * 这是一个缓存方法跳转表的对齐检查机制
    874. * 在写汇编的时候可以借鉴
    875. */
    876. .if (. - proc_types) % PROC_ENTRY_SIZE != 0
    877. .error "The size of one or more proc_types entries is wrong."
    878. .endif
    880. /*
    881. * 关闭缓存和MMU. ARMv3不支持控制寄存器的读取，
    882. * 但ARMv4支持.
    883. *
    884. * 在退出时,
    885. * r0, r1, r2, r3, r9, r12 被篡改
    886. * 这个例程必须保护:
    887. * r4, r7, r8
    888. */
    889. .align 5
    890. cache_off: mov r3, #12 @ 缓存关闭函数
    891. b call_cache_fn
    893. __armv4_mpu_cache_off:
    894. mrc p15, 0, r0, c1, c0
    895. bic r0, r0, #0x000d
    896. mcr p15, 0, r0, c1, c0 @ turn MPU and cache off
    897. mov r0, #0
    898. mcr p15, 0, r0, c7, c10, 4 @ drain write buffer
    899. mcr p15, 0, r0, c7, c6, 0 @ flush D-Cache
    900. mcr p15, 0, r0, c7, c5, 0 @ flush I-Cache
    901. mov pc, lr
    903. __armv3_mpu_cache_off:
    904. mrc p15, 0, r0, c1, c0
    905. bic r0, r0, #0x000d
    906. mcr p15, 0, r0, c1, c0, 0 @ turn MPU and cache off
    907. mov r0, #0
    908. mcr p15, 0, r0, c7, c0, 0 @ invalidate whole cache v3
    909. mov pc, lr
    911. __armv4_mmu_cache_off:
    912. #ifdef CONFIG_MMU
    913. mrc p15, 0, r0, c1, c0
    914. bic r0, r0, #0x000d
    915. mcr p15, 0, r0, c1, c0 @ turn MMU and cache off
    916. mov r0, #0
    917. mcr p15, 0, r0, c7, c7 @ invalidate whole cache v4
    918. mcr p15, 0, r0, c8, c7 @ invalidate whole TLB v4
    919. #endif
    920. mov pc, lr
    922. __armv7_mmu_cache_off:
    923. mrc p15, 0, r0, c1, c0 @ 读取系统控制寄存器SCTLR
    924. #ifdef CONFIG_MMU
    925. bic r0, r0, #0x000d @ 清零MMU和cache使能位
    926. #else
    927. bic r0, r0, #0x000c @ 清零cache使能位
    928. #endif
    929. mcr p15, 0, r0, c1, c0 @ 关闭MMU和cache
    930. mov r12, lr @ 保存lr到r12
    931. bl __armv7_mmu_cache_flush
    932. mov r0, #0
    933. #ifdef CONFIG_MMU
    934. mcr p15, 0, r0, c8, c7, 0 @ 废止整个TLB
    935. #endif
    936. mcr p15, 0, r0, c7, c5, 6 @ 废止BTC
    937. mcr p15, 0, r0, c7, c10, 4 @ 数据同步屏障
    938. mcr p15, 0, r0, c7, c5, 4 @ 指令同步屏障（确保上面指令完成才返回）
    939. mov pc, r12
    941. __arm6_mmu_cache_off:
    942. mov r0, #0x00000030 @ ARM6 control reg.
    943. b __armv3_mmu_cache_off
    945. __arm7_mmu_cache_off:
    946. mov r0, #0x00000070 @ ARM7 control reg.
    947. b __armv3_mmu_cache_off
    949. __armv3_mmu_cache_off:
    950. mcr p15, 0, r0, c1, c0, 0 @ turn MMU and cache off
    951. mov r0, #0
    952. mcr p15, 0, r0, c7, c0, 0 @ invalidate whole cache v3
    953. mcr p15, 0, r0, c5, c0, 0 @ invalidate whole TLB v3
    954. mov pc, lr
    956. /*
    957. * 清空和flush缓存以保持一致性
    958. *
    959. * 退出时,
    960. * r1, r2, r3, r9, r10, r11, r12 被篡改
    961. * 这个例程必须保护:
    962. * r4, r6, r7, r8
    963. */
    964. .align 5
    965. cache_clean_flush:
    966. mov r3, #16
    967. b call_cache_fn
    969. __armv4_mpu_cache_flush:
    970. mov r2, #1
    971. mov r3, #0
    972. mcr p15, 0, ip, c7, c6, 0 @ invalidate D cache
    973. mov r1, #7 << 5 @ 8 segments
    974. 1: orr r3, r1, #63 << 26 @ 64 entries
    975. 2: mcr p15, 0, r3, c7, c14, 2 @ clean & invalidate D index
    976. subs r3, r3, #1 << 26
    977. bcs 2b @ entries 63 to 0
    978. subs r1, r1, #1 << 5
    979. bcs 1b @ segments 7 to 0
    981. teq r2, #0
    982. mcrne p15, 0, ip, c7, c5, 0 @ invalidate I cache
    983. mcr p15, 0, ip, c7, c10, 4 @ drain WB
    984. mov pc, lr
    986. __fa526_cache_flush:
    987. mov r1, #0
    988. mcr p15, 0, r1, c7, c14, 0 @ clean and invalidate D cache
    989. mcr p15, 0, r1, c7, c5, 0 @ flush I cache
    990. mcr p15, 0, r1, c7, c10, 4 @ drain WB
    991. mov pc, lr
    993. __armv6_mmu_cache_flush:
    994. mov r1, #0
    995. mcr p15, 0, r1, c7, c14, 0 @ clean+invalidate D
    996. mcr p15, 0, r1, c7, c5, 0 @ invalidate I+BTB
    997. mcr p15, 0, r1, c7, c15, 0 @ clean+invalidate unified
    998. mcr p15, 0, r1, c7, c10, 4 @ drain WB
    999. mov pc, lr
    1001. __armv7_mmu_cache_flush:
    1002. mrc p15, 0, r10, c0, c1, 5 @ read ID_MMFR1
    1003. tst r10, #0xf << 16 @ hierarchical cache (ARMv7)
    1004. mov r10, #0
    1005. beq hierarchical
    1006. mcr p15, 0, r10, c7, c14, 0 @ clean+invalidate D
    1007. b iflush
    1008. hierarchical:
    1009. mcr p15, 0, r10, c7, c10, 5 @ DMB
    1010. stmfd sp!, {r0-r7, r9-r11}
    1011. mrc p15, 1, r0, c0, c0, 1 @ read clidr
    1012. ands r3, r0, #0x7000000 @ extract loc from clidr
    1013. mov r3, r3, lsr #23 @ left align loc bit field
    1014. beq finished @ if loc is 0, then no need to clean
    1015. mov r10, #0 @ start clean at cache level 0
    1016. loop1:
    1017. add r2, r10, r10, lsr #1 @ work out 3x current cache level
    1018. mov r1, r0, lsr r2 @ extract cache type bits from clidr
    1019. and r1, r1, #7 @ mask of the bits for current cache only
    1020. cmp r1, #2 @ see what cache we have at this level
    1021. blt skip @ skip if no cache, or just i-cache
    1022. mcr p15, 2, r10, c0, c0, 0 @ select current cache level in cssr
    1023. mcr p15, 0, r10, c7, c5, 4 @ isb to sych the new cssr&csidr
    1024. mrc p15, 1, r1, c0, c0, 0 @ read the new csidr
    1025. and r2, r1, #7 @ extract the length of the cache lines
    1026. add r2, r2, #4 @ add 4 (line length offset)
    1027. ldr r4, =0x3ff
    1028. ands r4, r4, r1, lsr #3 @ find maximum number on the way size
    1029. clz r5, r4 @ find bit position of way size increment
    1030. ldr r7, =0x7fff
    1031. ands r7, r7, r1, lsr #13 @ extract max number of the index size
    1032. loop2:
    1033. mov r9, r4 @ create working copy of max way size
    1034. loop3:
    1035. ARM( orr r11, r10, r9, lsl r5 ) @ factor way and cache number into r11
    1036. ARM( orr r11, r11, r7, lsl r2 ) @ factor index number into r11
    1037. THUMB( lsl r6, r9, r5 )
    1038. THUMB( orr r11, r10, r6 ) @ factor way and cache number into r11
    1039. THUMB( lsl r6, r7, r2 )
    1040. THUMB( orr r11, r11, r6 ) @ factor index number into r11
    1041. mcr p15, 0, r11, c7, c14, 2 @ clean & invalidate by set/way
    1042. subs r9, r9, #1 @ decrement the way
    1043. bge loop3
    1044. subs r7, r7, #1 @ decrement the index
    1045. bge loop2
    1046. skip:
    1047. add r10, r10, #2 @ increment cache number
    1048. cmp r3, r10
    1049. bgt loop1
    1050. finished:
    1051. ldmfd sp!, {r0-r7, r9-r11}
    1052. mov r10, #0 @ swith back to cache level 0
    1053. mcr p15, 2, r10, c0, c0, 0 @ select current cache level in cssr
    1054. iflush:
    1055. mcr p15, 0, r10, c7, c10, 4 @ DSB
    1056. mcr p15, 0, r10, c7, c5, 0 @ invalidate I+BTB
    1057. mcr p15, 0, r10, c7, c10, 4 @ DSB
    1058. mcr p15, 0, r10, c7, c5, 4 @ ISB
    1059. mov pc, lr
    1061. __armv5tej_mmu_cache_flush:
    1062. 1: mrc p15, 0, r15, c7, c14, 3 @ test,clean,invalidate D cache
    1063. bne 1b
    1064. mcr p15, 0, r0, c7, c5, 0 @ flush I cache
    1065. mcr p15, 0, r0, c7, c10, 4 @ drain WB
    1066. mov pc, lr
    1068. __armv4_mmu_cache_flush:
    1069. mov r2, #64*1024 @ default: 32K dcache size (*2)
    1070. mov r11, #32 @ default: 32 byte line size
    1071. mrc p15, 0, r3, c0, c0, 1 @ read cache type
    1072. teq r3, r9 @ cache ID register present?
    1073. beq no_cache_id
    1074. mov r1, r3, lsr #18
    1075. and r1, r1, #7
    1076. mov r2, #1024
    1077. mov r2, r2, lsl r1 @ base dcache size *2
    1078. tst r3, #1 << 14 @ test M bit
    1079. addne r2, r2, r2, lsr #1 @ +1/2 size if M == 1
    1080. mov r3, r3, lsr #12
    1081. and r3, r3, #3
    1082. mov r11, #8
    1083. mov r11, r11, lsl r3 @ cache line size in bytes
    1084. no_cache_id:
    1085. mov r1, pc
    1086. bic r1, r1, #63 @ align to longest cache line
    1087. add r2, r1, r2
    1088. 1:
    1089. ARM( ldr r3, [r1], r11 ) @ s/w flush D cache
    1090. THUMB( ldr r3, [r1] ) @ s/w flush D cache
    1091. THUMB( add r1, r1, r11 )
    1092. teq r1, r2
    1093. bne 1b
    1095. mcr p15, 0, r1, c7, c5, 0 @ flush I cache
    1096. mcr p15, 0, r1, c7, c6, 0 @ flush D cache
    1097. mcr p15, 0, r1, c7, c10, 4 @ drain WB
    1098. mov pc, lr
    1100. __armv3_mmu_cache_flush:
    1101. __armv3_mpu_cache_flush:
    1102. mov r1, #0
    1103. mcr p15, 0, r1, c7, c0, 0 @ invalidate whole cache v3
    1104. mov pc, lr
    1106. /*
    1107. * Various debugging routines for printing hex characters and
    1108. * memory, which again must be relocatable.
    1109. */
    1110. #ifdef DEBUG
    1111. .align 2
    1112. .type phexbuf,#object
    1113. phexbuf: .space 12
    1114. .size phexbuf, . - phexbuf
    1116. @ phex corrupts {r0, r1, r2, r3}
    1117. phex: adr r3, phexbuf
    1118. mov r2, #0
    1119. strb r2, [r3, r1]
    1120. 1: subs r1, r1, #1
    1121. movmi r0, r3
    1122. bmi puts
    1123. and r2, r0, #15
    1124. mov r0, r0, lsr #4
    1125. cmp r2, #10
    1126. addge r2, r2, #7
    1127. add r2, r2, #'0'
    1128. strb r2, [r3, r1]
    1129. b 1b
    1131. @ puts corrupts {r0, r1, r2, r3}
    1132. puts: loadsp r3, r1
    1133. 1: ldrb r2, [r0], #1
    1134. teq r2, #0
    1135. moveq pc, lr
    1136. 2: writeb r2, r3
    1137. mov r1, #0x00020000
    1138. 3: subs r1, r1, #1
    1139. bne 3b
    1140. teq r2, #' '
    1141. moveq r2, #' '
    1142. beq 2b
    1143. teq r0, #0
    1144. bne 1b
    1145. mov pc, lr
    1146. @ putc corrupts {r0, r1, r2, r3}
    1147. putc:
    1148. mov r2, r0
    1149. mov r0, #0
    1150. loadsp r3, r1
    1151. b 2b
    1153. @ memdump corrupts {r0, r1, r2, r3, r10, r11, r12, lr}
    1154. memdump: mov r12, r0
    1155. mov r10, lr
    1156. mov r11, #0
    1157. 2: mov r0, r11, lsl #2
    1158. add r0, r0, r12
    1159. mov r1, #8
    1160. bl phex
    1161. mov r0, #':'
    1162. bl putc
    1163. 1: mov r0, #' '
    1164. bl putc
    1165. ldr r0, [r12, r11, lsl #2]
    1166. mov r1, #8
    1167. bl phex
    1168. and r0, r11, #7
    1169. teq r0, #3
    1170. moveq r0, #' '
    1171. bleq putc
    1172. and r0, r11, #7
    1173. add r11, r11, #1
    1174. teq r0, #7
    1175. bne 1b
    1176. mov r0, #' '
    1177. bl putc
    1178. cmp r11, #64
    1179. blt 2b
    1180. mov pc, r10
    1181. #endif
    1183. .ltorg
    1184. reloc_code_end:
    1186. .align
    1187. .section ".stack", "aw", %nobits
    1188. .L_user_stack: .space 4096
    1189. .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：
     
     
     
     
     
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  • 原文地址：https://www.cnblogs.com/sky-heaven/p/4846822.html
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