1：內核運行的物理地址與虛擬地址

????(1)KERNEL_RAM_VADDR（VADDR就是virtual address），這個宏定義了內核運行時的虛擬地址。值為0xC0008000

????(2)KERNEL_RAM_PADDR（PADDR就是physical address），這個宏定義內核運行時的物?? 理地址。值為0x30008000

????(3)總結：內核運行的物理地址是0x30008000，對應的虛擬地址是0xC0008000。而物理地址為什么是30008000是因為在移植uboot的時候為了得到連續的512M的內存，將內存地址的開頭設置為30000000

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2：內核的真正入口

????(1)內核的真正入口就是ENTRY(stext)處

????(2)前面的__HEAD定義了后面的代碼屬于段名為.head.text的段

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3：內核運行的硬件條件

????(1) 內核的起始部分代碼是被解壓代碼調用的。回憶之前講zImage的時候，uboot啟動內核后實際調用運行的是zImage前面的那段未經壓縮的解壓代碼，解壓代碼運行時先將zImage后段的內核解壓開，然后再去調用運行真正的內核入口。

????(2) 內核啟動不是無條件的，而是有一定的先決條件，這個條件由啟動內核的bootloader（我們這里就是uboot）來構建保證。

????(3) ARM體系中，函數調用時實際是通過寄存器傳參的（函數調用時傳參有兩種設計：一種是寄存器傳參，另一種是棧內存傳參）。所以uboot中最后theKernel (0, machid, bd->bi_boot_params);執行內核時，運行時實際把0放入r0中，machid放入到了r1中，bd->bi_boot_params放入到了r2中。ARM的這種處理技巧剛好滿足了kernel啟動的條件和要求。

????(4) kernel啟動時MMU是關閉的，因此硬件上需要的是物理地址。但是內核是一個整體（zImage）只能被連接到一個地址（不能分散加載），這個連接地址肯定是虛擬地址。因此內核運行時前段head.S中尚未開啟MMU之前的這段代碼就很難受。所以這段代碼必須是位置無關碼，而且其中涉及到操作硬件寄存器等時必須使用物理地址。

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4：內核啟動的匯編階段

__lookup_processor_type

????(1) 我們從cp15協處理器的c0寄存器中讀取出硬件的CPU ID號，然后調用這個函數來進行合法性檢驗。如果合法則繼續啟動，如果不合法則停止啟動，轉向__error_p啟動失敗。

????(2) 該函數檢驗cpu id的合法性方法是：內核會維護一個本內核支持的CPU ID號碼的數組，然后該函數所做的就是將從硬件中讀取的cpu id號碼和數組中存儲的各個id號碼依次對比，如果沒有一個相等則不合法，如果有一個相等的則合法。

????(3) 內核啟動時設計這個校驗，也是為了內核啟動的安全性著想。?????????????????????????????????????

?__lookup_machine_type

????該函數的設計理念和思路和上面校驗cpu id的函數一樣的。不同之處是本函數校驗的是機器碼。

__vet_atags

????(1) 該函數的設計理念和思路和上面2個一樣，不同之處是用來校驗uboot給內核的傳參ATAGS格式是否正確。這里說的傳參指的是uboot通過tag給內核傳的參數（主要是板子的內存分布memtag、uboot的bootargs）

????(2) 內核認為如果uboot給我的傳參格式不正確，那么我就不啟動。

????(3) uboot給內核傳參的部分如果不對，是會導致內核不啟動的。譬如uboot的bootargs設置不正確內核可能就會不啟動。

__create_page_tables

????(1) 顧名思義，這個函數用來建立頁表。

????(2) linux內核本身被連接在虛擬地址處，因此kernel希望盡快建立頁表并且啟動MMU進入虛擬地址工作狀態。但是kernel本身工作起來后頁表體系是非常復雜的，建立起來也不是那么容易的。kernel想了一個好辦法

????(3) kernel建立頁表其實分為2步。第一步，kernel先建立了一個段式頁表（和uboot中之前建立的頁表一樣，頁表以1MB為單位來區分的），這里的函數就是建立段式頁表的。段式頁表本身比較好建立（段式頁表1MB一個映射，4GB空間需要4096個頁表項，每個頁表項4字節，因此一共需要16KB內存來做頁表），壞處是比較粗不能精細管理內存；第二步，再去建立一個細頁表（4kb為單位的細頁表），然后啟用新的細頁表廢除第一步建立的段式映射頁表。

????(4) 內核啟動的早期建立段式頁表，并在內核啟動前期使用；內核啟動后期就會再次建立細頁表并啟用。等內核工作起來之后就只有細頁表了。

__switch_data

????(1) 建立了段式頁表后進入了__switch_data部分，這東西是個函數指針數組。

????(2) 分析得知下一步要執行__mmap_switched函數

????(3) 復制數據段、清除bss段（目的是構建C語言運行環境）

????(4) 保存起來cpu id號、機器碼、tag傳參的首地址。

????(5) b start_kernel跳轉到C語言運行階段。

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總結：匯編階段其實也沒干啥，主要原因是uboot干了大部分活。匯編階段主要就是校驗啟動合法性、建立段式映射的頁表并開啟MMU以方便使用內存、跳入C階段。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的linux内核head.S文件分析的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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